低壓IC概述

比較器

與低壓運(yùn)算放大器一樣，低壓比較器需要針對高速、低電源電流和低失調(diào)電壓進(jìn)行優(yōu)化。例如，MAX9100微功耗比較器能夠工作在1V至5.5V電源范圍，僅消耗12µA (最大值)的電源電流。該器件具有3.7ms的傳輸延時、2mV失調(diào)，輸出擺幅可以達(dá)到電源電壓的0.3V以內(nèi)，共模范圍可以擴(kuò)展到負(fù)壓。

有些應(yīng)用需要監(jiān)測電源的輸出電壓，要求超低功耗。MAX9017A采用1.8V至5.5V電源供電，僅消耗1.2µA (典型值)電源電流，在單一芯片內(nèi)集成了一個電壓基準(zhǔn)和一個比較器。

微處理器監(jiān)控電路

任何微處理器(µP)系統(tǒng)都需要“監(jiān)控”管理，以避免出現(xiàn)意想不到的操作。監(jiān)控電路可以是一個簡單的復(fù)位發(fā)生器，確保上電后通過復(fù)位信號使系統(tǒng)在已知條件下啟動。當(dāng)然，許多監(jiān)控電路還包含了其它功能，例如：備份電池管理、存儲器寫保護(hù)、用于監(jiān)測軟件運(yùn)行的“看門狗”定時器等。

備份電池能夠在V_CC掉電時為一些關(guān)鍵電路(CMOS存儲器、實(shí)時時鐘等)供電，維持這些器件的正常工作。通過監(jiān)測V_CC，µP監(jiān)控電路決定何時將系統(tǒng)切換到備份電池供電。低壓工作時，還會出現(xiàn)一些5V系統(tǒng)不存在的工程問題。

對于5V系統(tǒng)，只是簡單地比較V_CC和備份電池的電壓，一旦V_CC低于電池電壓，則將系統(tǒng)切換到備份電池供電。但在低壓系統(tǒng)中，這樣的操作可能會導(dǎo)致開關(guān)失效：備份鋰電池的電壓通常在3.6V左右，高于3.3V系統(tǒng)中V_CC的3.0V下限。Maxim的監(jiān)控電路允許備份電池電壓高于V_CC，只有當(dāng)V_CC跌落到所設(shè)置的門限時才會切換到電池供電，從而解決了這一問題。

MAX823/MAX824提供電壓監(jiān)測和看門狗定時器，采用5引腳SC70和SOT23封裝(圖7)。


圖7. MAX823提供電源電壓監(jiān)測、看門狗、手動復(fù)位功能，采用5引腳SC70/SOT23封裝。

MAX806R/S/T包括電池切換電路，能夠監(jiān)測3V和5V V_CC雙電源供電系統(tǒng)(圖8)。該電路中，主V_CC比較器用于監(jiān)測3V電源，電源失效比較器(PFI)用于監(jiān)測5V電源。


圖8. 配置如圖所示，該µP監(jiān)控電路用于監(jiān)測雙電壓系統(tǒng)的5V和3V V_CC。

當(dāng)3V V_CC超出容限時，內(nèi)部電路發(fā)出復(fù)位信號。5V V_CC觸發(fā)門限(4.527V至4.726V)采用精度為0.1%的電阻設(shè)置；當(dāng)5V電壓跌落到門限以下時，電源失效比較器輸出(PFO)拉低手動復(fù)位輸入(MR)。因此，任何超出容限的V_CC都會導(dǎo)致器件復(fù)位。

有些Maxim的低壓監(jiān)控電路提供片選(CE)功能，用于保護(hù)存儲器IC。CE片選能夠在電源失效時屏蔽存儲器的讀、寫操作，保護(hù)存儲器的內(nèi)容。例如，MAX792和MAX820具有CE片選，通過監(jiān)控電路的傳輸延時只有10ns (較短的傳輸延時允許使用低速、廉價的存儲器，因?yàn)镃E延時占用極短的存儲周期)。這些器件還提供手動復(fù)位、上電復(fù)位、電源失效報警、看門狗定時等功能。

低功耗MAX6741能夠監(jiān)測兩路系統(tǒng)電壓，僅消耗6µA的電源電流(圖9)，該系列的監(jiān)控電路均可提供推挽式輸出或漏極開路輸出，采用微型SC70封裝，檢測電壓可低至0.488V。


圖9. MAX6741監(jiān)測兩路電壓，任何一路電壓跌落到門限以下時將產(chǎn)生復(fù)位信號。

電壓基準(zhǔn)

對于高精度、低電源電流的低壓應(yīng)用，三端帶隙基準(zhǔn)是最佳選擇。與兩端齊納二極管基準(zhǔn)相比，三端基準(zhǔn)通常具有更低的電源電流(圖10)。

圖10. 三端電壓基準(zhǔn)，與兩端基準(zhǔn)不同，電流損耗隨著輸入電壓的變化而變化。