探索MAX16008/MAX16009：低電壓高精度四窗口電壓檢測(cè)器的卓越性能

在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中，電壓監(jiān)測(cè)至關(guān)重要，它直接關(guān)系到系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。今天我們就來(lái)深入探討MAXIM推出的兩款低電壓、高精度的四窗口電壓檢測(cè)器——MAX16008和MAX16009。

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產(chǎn)品概述

MAX16008/MAX16009采用小型薄型QFN封裝，是可調(diào)節(jié)的四窗口電壓檢測(cè)器。它們的主要作用是監(jiān)測(cè)多個(gè)電源電壓，當(dāng)任何一個(gè)電壓超過過壓閾值或低于欠壓閾值時(shí)，會(huì)提供故障信號(hào)，以此提高系統(tǒng)的可靠性。

這兩款器件的閾值是用戶可調(diào)節(jié)的，能夠監(jiān)測(cè)低至0.4V的電壓。每個(gè)窗口檢測(cè)器的上下跳閘閾值可以通過三個(gè)外部電阻進(jìn)行外部設(shè)置。每個(gè)監(jiān)測(cè)閾值都有一個(gè)獨(dú)立的開漏輸出，用于發(fā)出故障信號(hào)，這些輸出還可以進(jìn)行線或連接，提供單個(gè)故障輸出。開漏輸出內(nèi)部通過30μA電流上拉，但也可以外部驅(qū)動(dòng)到其他電壓電平，以便與其他邏輯電平接口。

特性對(duì)比

電氣特性

工作電壓范圍

兩款器件的工作電壓范圍為1.0V至5.5V，這使得它們?cè)诓煌碾娫喘h(huán)境下都能穩(wěn)定工作。

電源電流

在不同的工作電壓和輸出狀態(tài)下，電源電流有所不同。例如，當(dāng)VCC = 3.3V且輸出未激活時(shí)，典型電源電流為45μA；當(dāng)VCC = 5V且輸出未激活時(shí)，典型電源電流同樣為45μA。

欠壓鎖定（UVLO）

當(dāng)VCC上升時(shí)，UVLO的電壓范圍為1.62V至1.98V，典型值為1.8V。

可調(diào)閾值和遲滯

可調(diào)閾值（UVIN_下降/OVIN上升）的范圍為0.388V至0.400V，典型值為0.394V。UVIN/OVIN_的遲滯為閾值的0.5%。

復(fù)位相關(guān)特性

MAX16009具有復(fù)位輸出功能。復(fù)位超時(shí)時(shí)間可以通過連接不同的電容進(jìn)行調(diào)整，內(nèi)部默認(rèn)的復(fù)位超時(shí)時(shí)間為140ms（最小值）。例如，當(dāng)CSRT = 1500pF時(shí)，復(fù)位超時(shí)時(shí)間為2.43ms至3.92ms。

應(yīng)用場(chǎng)景

電壓監(jiān)測(cè)

在電壓監(jiān)測(cè)應(yīng)用中，MAX16008/MAX16009可以監(jiān)測(cè)電源電壓是否在選定的窗口范圍內(nèi)。當(dāng)監(jiān)測(cè)電壓在窗口內(nèi)時(shí)，UVOUT_/OVOUT_輸出高電平；當(dāng)監(jiān)測(cè)電壓低于窗口下限（VTRIPLOW）時(shí)，UVOUT_輸出低電平；當(dāng)監(jiān)測(cè)電壓超過窗口上限（VTRIPHIGH）時(shí)，OVOUT_輸出低電平。通過合理選擇外部電阻R1、R2和R3，可以設(shè)置不同的上下限閾值。

過壓關(guān)機(jī)

這兩款器件非常適合過壓關(guān)機(jī)應(yīng)用。例如，在使用P溝道MOSFET的電路中，當(dāng)電源電壓低于選定閾值時(shí)，UVOUT_的低電平會(huì)打開MOSFET，為負(fù)載供電；當(dāng)發(fā)生過壓事件時(shí)，UVOUT_變?yōu)楦唠娖?，關(guān)閉MOSFET，切斷負(fù)載的電源。另外，還可以使用保險(xiǎn)絲和可控硅整流器（SCR）實(shí)現(xiàn)過壓關(guān)機(jī)，過壓事件會(huì)觸發(fā)SCR導(dǎo)通，使電源短路，保險(xiǎn)絲熔斷，從而切斷負(fù)載電流。

引腳說(shuō)明

MAX16008引腳

MAX16009引腳

設(shè)計(jì)要點(diǎn)

外部電阻選擇

在電壓監(jiān)測(cè)應(yīng)用中，合理選擇外部電阻R1、R2和R3非常重要。首先選擇RTOTAL（R1 + R2 + R3）的值，由于MAX16008/MAX16009的輸入偏置電流非常低（典型值為2nA），RTOTAL可以高達(dá)2MΩ。大阻值電阻有助于降低功耗，小阻值電阻可以提高整體精度。然后根據(jù)所需的上下跳閘點(diǎn)計(jì)算R3、R2和R1的值。

復(fù)位超時(shí)電容

MAX16009的復(fù)位超時(shí)時(shí)間可以通過連接電容（CSRT）到SRT引腳進(jìn)行調(diào)整。計(jì)算公式為(C{SRT}(F)=frac{t{RP}(s)}{(frac{V{TH{-}SRT}}{I_{SRT}})})，但不要使用高于390nF的電容。如果需要工廠編程的140ms（最小值）復(fù)位超時(shí)時(shí)間，可以將SRT連接到VCC。

手動(dòng)復(fù)位輸入

MAX16009的MR引腳提供手動(dòng)復(fù)位功能。該引腳內(nèi)部有一個(gè)20kΩ的上拉電阻到VCC，如果不使用可以留空?？梢允褂肨TL或CMOS邏輯電平驅(qū)動(dòng)MR引腳，也可以使用開漏/集電極輸出。連接一個(gè)常開的瞬時(shí)開關(guān)到MR和GND可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)復(fù)位功能，不需要外部去抖電路。在長(zhǎng)電纜驅(qū)動(dòng)或嘈雜環(huán)境中使用時(shí)，可以連接一個(gè)0.1μF的電容到MR和GND以提高抗干擾能力。

裕量輸出禁用

MARGIN引腳允許在電源從標(biāo)稱電壓調(diào)整時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)測(cè)試。拉低MARGIN引腳可以使所有輸出無(wú)效（UVOUT_、OVOUT_和RESET），無(wú)論監(jiān)測(cè)輸入的電壓如何。當(dāng)MARGIN引腳被釋放后，輸出會(huì)在短傳播延遲后恢復(fù)到監(jiān)測(cè)狀態(tài)。

電源旁路

為了確保器件在嘈雜環(huán)境中的穩(wěn)定性，建議在VCC和GND之間靠近器件的位置連接一個(gè)0.1μF的電容進(jìn)行旁路。對(duì)于快速上升的VCC瞬變，可能需要額外的電容來(lái)提高瞬態(tài)抗擾度。

總結(jié)

MAX16008/MAX16009是兩款功能強(qiáng)大的電壓檢測(cè)器，它們具有高精度、低電壓工作、用戶可調(diào)節(jié)閾值等優(yōu)點(diǎn)，適用于多種應(yīng)用場(chǎng)景。在設(shè)計(jì)過程中，我們需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求合理選擇引腳配置、外部電阻和電容，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。大家在實(shí)際應(yīng)用中有沒有遇到過什么問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。