LTC2913雙路電壓監(jiān)測器：多功能、高精度的電壓監(jiān)測解決方案

在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中，電壓監(jiān)測是確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。今天，我們就來詳細(xì)探討一下Linear Technology公司推出的LTC2913雙路電壓監(jiān)測器，看看它是如何滿足各種應(yīng)用場景下的電壓監(jiān)測需求的。

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一、LTC2913概述

LTC2913是一款專為多種應(yīng)用中的多電壓監(jiān)測而設(shè)計(jì)的雙輸入電壓監(jiān)測器。它具有同時(shí)監(jiān)測兩路電壓的能力，可分別設(shè)置欠壓（UV）和過壓（OV）觸發(fā)值，為系統(tǒng)提供精確的電壓監(jiān)測和保護(hù)。

1.1 主要特性

• 雙路電壓同時(shí)監(jiān)測：能夠同時(shí)對兩路電壓進(jìn)行監(jiān)測，滿足多電壓系統(tǒng)的監(jiān)測需求。
• 可調(diào)的UV和OV觸發(fā)值：用戶可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，靈活調(diào)整欠壓和過壓的觸發(fā)閾值。
• 高精度閾值：保證閾值精度在±1.5%以內(nèi)，確保監(jiān)測的準(zhǔn)確性。
• 輸入毛刺抑制：有效過濾輸入信號中的毛刺，避免誤觸發(fā)，提高系統(tǒng)的可靠性。
• 可調(diào)的復(fù)位超時(shí)時(shí)間：通過外部電容可調(diào)整復(fù)位超時(shí)時(shí)間，并且支持禁用該功能。
• 低靜態(tài)電流：僅44μA的靜態(tài)電流，降低了系統(tǒng)的功耗。
• 開漏輸出：OV和UV輸出為開漏形式，方便與其他電路進(jìn)行連接。
• 寬電壓范圍保證：在(V_{CC} ≥1 V)時(shí)，能保證OV和UV功能的正常工作。
• 多種封裝形式：提供10引腳MSOP和(3mm × 3mm) DFN封裝，方便不同應(yīng)用場景的選擇。

1.2 應(yīng)用領(lǐng)域

LTC2913廣泛應(yīng)用于臺式和筆記本電腦、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等設(shè)備中，可用于核心電壓和I/O電壓的監(jiān)測，確保系統(tǒng)在正常的電壓范圍內(nèi)運(yùn)行。

二、技術(shù)細(xì)節(jié)

2.1 絕對最大額定值

在使用LTC2913時(shí)，需要注意其絕對最大額定值，以避免對器件造成永久性損壞。例如，(V_{CC})的電壓范圍為–0.3V至6V，不同溫度等級的器件其工作溫度范圍也有所不同，如LTC2913C為0°C至70°C，LTC2913I為–40°C至85°C，LTC2913H為–40°C至125°C。

2.2 電氣特性

在電氣特性方面，LTC2913表現(xiàn)出了出色的性能。例如，(V{CC})的分流調(diào)節(jié)器電壓在不同條件下有明確的參數(shù)范圍，在(I{CC} = 5mA)時(shí)，典型值為6.6V；(V_{CC})的供電電流在2.3V至6V的電壓范圍內(nèi)，典型值為44μA。同時(shí)，欠壓/過壓閾值為492 - 508mV，從欠壓/過壓閾值到輸出的延遲時(shí)間在50 - 500μs之間。

2.3 引腳功能

LTC2913的各個(gè)引腳都有其特定的功能：

• DIS（Pin 8，LTC2913 - 2）：用于禁用OV和UV輸出引腳，當(dāng)該引腳拉高時(shí)，除了在欠壓鎖定（UVLO）條件下，OV和UV引腳不會被置位。
• LATCH（Pin 8，LTC2913 - 1）：用于OV鎖存清除/旁路輸入，低電平時(shí)OV被鎖存，高電平時(shí)OV鎖存被清除。
• OV（Pin 6）：過壓邏輯輸出，當(dāng)任何一個(gè)VL輸入電壓高于閾值時(shí)，該引腳置低。
• UV（Pin 7）：欠壓邏輯輸出，當(dāng)任何一個(gè)VH輸入電壓低于閾值時(shí)，該引腳置低。
• TMR（Pin 9）：復(fù)位延遲定時(shí)器，通過連接外部電容來設(shè)置復(fù)位延遲時(shí)間。
• (V_{CC})（Pin 10）：供電電壓引腳，需要使用0.1μF或更大的電容進(jìn)行旁路。

三、設(shè)計(jì)與應(yīng)用

3.1 電壓監(jiān)測設(shè)計(jì)

在進(jìn)行電壓監(jiān)測設(shè)計(jì)時(shí)，可采用3 - 電阻電路配置。通過以下三個(gè)步驟可以確定合適的電阻值，以獲得所需的UV和OV觸發(fā)點(diǎn)：

1. 選擇(R_{A})以獲得所需的OV觸發(fā)點(diǎn)：(R{A}=left|frac{0.5 V}{I{n}} cdot frac{V{n}}{V{O V}}right|)
2. 選擇(R_{B})以獲得所需的UV觸發(fā)點(diǎn)：(R{B}=left|frac{0.5 V}{I{n}} cdot frac{V{n}}{V{U V}}right|-R_{A})
3. 選擇(R_{C})以完成設(shè)計(jì)：(R{C}=left|frac{V{n}}{I{n}}right|-R{A}-R_{B})

例如，對于一個(gè)5V ±10%的供電電壓監(jiān)測，當(dāng)標(biāo)稱電流為10μA時(shí)，可計(jì)算出(R{A}approx 45.3k)，(R{B}cong 10.2k)，(R_{C}approx 442k)。

3.2 電源上電/下電

在電源上電過程中，當(dāng)(V{CC})達(dá)到1V時(shí)，(overline{UV})輸出置低，OV輸出弱上拉至(V{CC})。當(dāng)(V_{CC})高于2V（最大2.1V）時(shí)，VH和VL輸入開始起作用。

3.3 閾值精度

復(fù)位閾值精度在對電源敏感的系統(tǒng)中非常重要。LTC2913在整個(gè)工作溫度范圍內(nèi)，所有輸入的相對閾值精度為±1.5%。同時(shí)，用于設(shè)置UV和OV觸發(fā)點(diǎn)的電阻精度也會影響觸發(fā)點(diǎn)的準(zhǔn)確性。

3.4 毛刺抗擾性

為了避免監(jiān)測的直流電壓上的噪聲導(dǎo)致誤復(fù)位，LTC2913在每個(gè)輸入的第一級比較器輸出端采用了低通濾波，有效過濾了毛刺信號，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3.5 UV/OV定時(shí)

LTC2913具有可調(diào)的超時(shí)時(shí)間（(t{UOTO})），在所有故障清除后，可保持OV或UV輸出置位，確保監(jiān)測電壓進(jìn)入有效工作區(qū)域后有足夠的穩(wěn)定時(shí)間。通過連接電容(C{TMR})到TMR引腳和地之間，可以調(diào)整超時(shí)時(shí)間，公式為(C{TMR }=t{UOTO } cdot 115 cdot 10^{-9}[ F / s])。

3.6 欠壓鎖定

當(dāng)(V{CC})低于2V時(shí)，LTC2913進(jìn)入欠壓鎖定（UVLO）狀態(tài)，此時(shí)(overline{UV})置低，(overline{OV})被清除并禁止置位。當(dāng)(V{CC})高于2V時(shí)，UV按照欠壓條件的時(shí)序進(jìn)行操作。

3.7 分流調(diào)節(jié)器

LTC2913內(nèi)部具有分流調(diào)節(jié)器。當(dāng)(V{CC})電壓不超過6V時(shí)，(V{CC})引腳作為直接供電輸入；當(dāng)(V{CC})電壓高于6V時(shí)，需要在電源和(V{CC})引腳之間連接電阻(R_{Z})，以限制電流不超過10mA。

3.8 輸出特性

(overline{UV})和(overline{OV})輸出具有弱上拉到(V{CC})和強(qiáng)下拉到地的特性，這種配置允許這些引腳具有開漏輸出的行為，同時(shí)還具有其他有益的特性。在低(V{CC})時(shí)，建議在OV引腳使用不超過100k的外部上拉電阻。

3.9 輸出上升和下降時(shí)間估計(jì)

(overline{UV})和OV輸出具有較強(qiáng)的下拉能力，輸出下降時(shí)間（90%到10%）可通過公式(t{FALL } approx 2.2 cdot R{PD} cdot C{LOAD })進(jìn)行估計(jì)；輸出上升時(shí)間（10%到90%）可通過公式(t{RISE} approx 2.2 cdot R{PU} cdot C{LOAD })進(jìn)行估計(jì)。

3.10 OV鎖存（LTC2913 - 1）

當(dāng)(overline{LATCH})引腳置低時(shí)，檢測到OV條件時(shí)(overline{OV})引腳鎖存低電平；當(dāng)(overline{LATCH})引腳置高時(shí)，鎖存被清除。

3.11 禁用功能（LTC2913 - 2）

LTC2913 - 2可通過DIS引腳禁用UV和(overline{OV})輸出。當(dāng)DIS引腳拉高時(shí)，無論輸入是否有故障，兩個(gè)輸出都將保持弱上拉狀態(tài)。但在UVLO條件下，(overline{UV})會置低，并且超時(shí)功能被旁路。

四、典型應(yīng)用示例

4.1 雙路UV/OV電源監(jiān)測

可用于同時(shí)監(jiān)測5V和3.3V電源，通過合理配置電阻和電容，實(shí)現(xiàn)對電源電壓的精確監(jiān)測和保護(hù)。

4.2 12V供電的電源監(jiān)測

在12V供電系統(tǒng)中，通過連接適當(dāng)?shù)碾娮?R_{Z})，可以使用LTC2913對5V和12V電源進(jìn)行監(jiān)測。

4.3 帶LED指示和手動復(fù)位按鈕的雙路UV/OV電源監(jiān)測

結(jié)合LED指示燈和手動復(fù)位按鈕，可直觀地顯示電源的欠壓和過壓狀態(tài)，并提供手動復(fù)位功能。

五、相關(guān)產(chǎn)品推薦

Linear Technology還提供了一系列相關(guān)的電壓監(jiān)測產(chǎn)品，如LTC1326、LTC1726等，這些產(chǎn)品在不同的應(yīng)用場景中都有各自的優(yōu)勢，可以根據(jù)具體需求進(jìn)行選擇。

綜上所述，LTC2913是一款功能強(qiáng)大、性能出色的雙路電壓監(jiān)測器，能夠?yàn)楦鞣N電子設(shè)備的電壓監(jiān)測提供可靠的解決方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工程師們可以根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理利用LTC2913的各項(xiàng)特性，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。你在使用LTC2913或者其他電壓監(jiān)測器時(shí)，遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。