六輸入監(jiān)控器為汽車(chē)系統(tǒng)提供準(zhǔn)確電源監(jiān)視

引言

　　凌力爾特公司最新的一組電源監(jiān)控器 (包含三款器件)是6輸入電壓監(jiān)視器，對(duì)當(dāng)今那些需要進(jìn)行準(zhǔn)確電源監(jiān)視的多電壓系統(tǒng)提供了一種理想選擇。LTC2930、LTC2931和LTC2932能夠在?40℃至125℃的溫度范圍內(nèi)保持1.5%的門(mén)限準(zhǔn)確度。被監(jiān)視電源電壓的組合由單個(gè)引腳來(lái)設(shè)定。每款器件均提供了16種門(mén)限電壓組合，從而滿(mǎn)足了幾乎所有多電壓系統(tǒng)的要求。其具有的可編程性免除了針對(duì)不同門(mén)限電壓組合來(lái)認(rèn)證、采購(gòu)和庫(kù)存獨(dú)特器件的需要。

　　這三款器件的整體架構(gòu)和操作規(guī)格很相似，但各具一些獨(dú)特的特征 (見(jiàn)表1)。LTC2930將在任何欠壓過(guò)程之后或當(dāng)手動(dòng)復(fù)位輸入 ( /MR ) 被拉至低電平時(shí)生成一個(gè)復(fù)位信號(hào)。由于它采用了緊湊型3mm x 3mm 12引腳DFN封裝，因而適合于空間受限型應(yīng)用。LTC2931包括一個(gè)看門(mén)狗輸入 (WDI)、一個(gè)看門(mén)狗輸出 ( /WDO ) 和可以由用戶(hù)調(diào)節(jié)的看門(mén)狗周期，旨在實(shí)現(xiàn)微處理器監(jiān)視和控制。LTC2932能夠改變其監(jiān)視器門(mén)限 (從5% 至12.5%)，并由一個(gè)復(fù)位停用引腳提供了裕度調(diào)節(jié)能力。LTC2931和LTC2932均采用20引腳TSSOP封裝，并具有分離的比較器輸出，從而實(shí)現(xiàn)了單獨(dú)的電源監(jiān)視和/或排序。

單引腳配置簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)

　　這些監(jiān)控器提供了一種配置輸入電壓門(mén)限的上佳方法。圖1顯示出了利用VPG引腳上的單個(gè)阻性分壓器來(lái)把監(jiān)控器設(shè)定為16種門(mén)限選項(xiàng)之一的方法。

　　實(shí)際門(mén)限由集成精準(zhǔn)分壓器來(lái)設(shè)定，用于5V、3.3V、3V、2.5V、1.8V和1.5V電源監(jiān)視。對(duì)于其他的電源電壓值，具0.5V門(mén)限的獨(dú)立比較器允許使用一個(gè)阻性分壓器來(lái)對(duì)幾乎任何正電源進(jìn)行監(jiān)視，如圖2a所示。V4輸入還采用用于偏移的集成緩沖基準(zhǔn)來(lái)監(jiān)視負(fù)電壓，并提供了相同的1.5%準(zhǔn)確度，見(jiàn)圖2b。

 
門(mén)限準(zhǔn)確度的含義是什么?

　　假設(shè)一個(gè)具 ±5% 電源容差的5V系統(tǒng)，5V電源可以在4.75V至5.25V之間變化。由該電源供電的系統(tǒng)IC必須在此電壓范圍之內(nèi)(以及略超出該范圍的電壓條件下，正如下文說(shuō)明的) 可靠地運(yùn)作。如果一個(gè)用于該電源的監(jiān)控器具有完美的準(zhǔn)確度，那么它將精確地在4.75V電壓條件下產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)。然而，如此理想的監(jiān)控器并不存在。監(jiān)控器的實(shí)際復(fù)位門(mén)限會(huì)在一個(gè)規(guī)定的范圍內(nèi)波動(dòng)；在整個(gè)溫度范圍內(nèi)，LTC2930、LTC2931和LTC2932的復(fù)位門(mén)限將在其標(biāo)稱(chēng)門(mén)限電壓的 ±1.5% 以?xún)?nèi)變化 (圖3)。復(fù)位門(mén)限范圍和電源容差范圍兩者不應(yīng)重疊。這可以防止當(dāng)電源實(shí)際上處于其規(guī)定容差范圍之內(nèi)時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤或麻煩的復(fù)位。

　　LTC2930、LTC2931和LTC2932擁有 ±1.5% 的復(fù)位門(mén)限準(zhǔn)確度，于是，一個(gè)"5%"的門(mén)限通常被設(shè)定在比標(biāo)稱(chēng)輸入電壓低6.5%。因此，對(duì)于一個(gè)典型值為5V的電源而言，"5%"門(mén)限即為4.675V。在整個(gè)溫度范圍里，該門(mén)限保證處于4.750V至4.600V的電壓范圍之內(nèi)。受電系統(tǒng)必須要能夠在低至門(mén)限范圍下限的電壓條件下可靠地運(yùn)作，否則在正確發(fā)出一個(gè)復(fù)位信號(hào)之前就時(shí)刻存在著發(fā)生故障的危險(xiǎn)。

　　準(zhǔn)確度較低的監(jiān)控器將增加所需的系統(tǒng)電壓裕度，并導(dǎo)致系統(tǒng)故障概率的上升。與那些門(mén)限規(guī)格較為寬松的監(jiān)控器相比，LTC2930、LTC2931和LTC2932嚴(yán)格的 (±1.5%) 準(zhǔn)確度指標(biāo)改善了系統(tǒng)的可靠性。

干擾免疫力=無(wú)虛假?gòu)?fù)位!

　　被監(jiān)視的電源電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是理想和完全平坦的DC信號(hào)。"騎"在這些電源電壓信號(hào)之上的是那些由諸多信號(hào)源 (例如：電源的輸出紋波或來(lái)自其他信號(hào)的耦合) 所引發(fā)的高頻分量。如果被監(jiān)視電壓靠近或位于復(fù)位門(mén)限電壓，則該噪聲有可能引起虛假?gòu)?fù)位。LTC2930、LTC2931和LTC2932在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮到了這一潛在問(wèn)題，因此幾乎乃至根本無(wú)需擔(dān)心虛假?gòu)?fù)位的發(fā)生。

　　有些電源監(jiān)視器通過(guò)給輸入比較器增加遲滯來(lái)克服虛假?gòu)?fù)位問(wèn)題。施加的遲滯大小用跳變門(mén)限的百分比來(lái)表達(dá)。但這將導(dǎo)致監(jiān)視器準(zhǔn)確度的下降，因?yàn)樘冮T(mén)限的真正準(zhǔn)確度現(xiàn)在是附加遲滯與器件宣稱(chēng)準(zhǔn)確度之和的百分比。LTC2930、LTC2931和LTC2932沒(méi)有采用遲滯，而是運(yùn)用了一種集成方案，該方案要求瞬變?cè)趽碛辛俗銐虻牧考?jí)和持續(xù)時(shí)間之后才可對(duì)比較器進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作。這可以抑制虛假?gòu)?fù)位的發(fā)生，而不會(huì)造成監(jiān)視器準(zhǔn)確度的劣化。

　　圖4示出了針對(duì)LTC2931上一個(gè)"噪聲"輸入的COMP5比較器輸出響應(yīng)。在該示例中，一個(gè)以500mV為中心的500kHz、100mVP-P正弦波被加至V5輸入。即使該信號(hào)幅度走低至450mV，COMP5仍將保持高電平。接著，輸入的DC電平下降2mV。作為響應(yīng)，COMP5將被拉至低電平，并保持低電平。如前文所述，只有那些具有足夠長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間和足夠量級(jí)的瞬變才會(huì)觸發(fā)比較器輸出被拉至高電平或低電平。