超低功耗帶看門狗定時器和手動復(fù)位功能的監(jiān)控IC——ADM8611/ADM8612/ADM8613/ADM8614/ADM8615

在電子設(shè)備設(shè)計中，電源監(jiān)控和系統(tǒng)穩(wěn)定性是至關(guān)重要的。今天我們來詳細(xì)了解一下Analog Devices推出的ADM8611/ADM8612/ADM8613/ADM8614/ADM8615系列超低功耗帶看門狗定時器和手動復(fù)位功能的監(jiān)控IC，看看它們能為我們的設(shè)計帶來哪些優(yōu)勢。

文件下載：ADM8611.pdf

一、產(chǎn)品特性

1. 超低功耗

該系列IC典型功耗 (I_{CC}=92 nA)，這種超低功耗特性使得它們非常適合用于對功耗敏感的系統(tǒng)，如電池供電的便攜式設(shè)備和能量計量設(shè)備等。在當(dāng)今追求長續(xù)航的時代，這樣的低功耗表現(xiàn)無疑是一大亮點(diǎn)。

2. 連續(xù)監(jiān)控?zé)o空白時間

能夠持續(xù)對電源電壓進(jìn)行監(jiān)控，確保系統(tǒng)在任何時候都能及時響應(yīng)電源的變化，避免因監(jiān)控空白而導(dǎo)致的系統(tǒng)故障。

3. 多種預(yù)調(diào)整電壓監(jiān)控閾值選項

不同型號的IC提供了豐富的電壓監(jiān)控閾值選擇：

• ADM8611有10種從2V到4.63V的選項。
• ADM8612/ADM8615有20種從0.5V到1.9V的選項。
• ADM8613/ADM8614有5種從2.32V到4.63V的選項。 而且在全溫度范圍內(nèi)，閾值精度可達(dá)±1.3%，這為不同電源電壓的系統(tǒng)提供了靈活的監(jiān)控方案。

4. 手動復(fù)位輸入功能

ADM8611/ADM8612/ADM8613/ADM8615都具備手動復(fù)位輸入功能，通過一個外部按鈕就可以觸發(fā)復(fù)位操作，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可控性。復(fù)位超時時間典型值為200ms，能確保系統(tǒng)在復(fù)位后有足夠的時間進(jìn)行初始化。

5. 低電壓輸入監(jiān)控

ADM8612和ADM8615能夠監(jiān)控低至0.5V的電壓，這對于一些使用低電壓電源的系統(tǒng)來說非常重要。

6. 看門狗定時器功能

ADM8613/ADM8614/ADM8615配備了看門狗定時器，用于監(jiān)控微處理器的活動。如果微處理器在預(yù)設(shè)的超時時間內(nèi)未能進(jìn)行信號切換，看門狗定時器將觸發(fā)復(fù)位信號，使微處理器重新啟動，從而避免系統(tǒng)因程序跑飛等問題而出現(xiàn)故障。其中，ADM8613和ADM8614還具備看門狗功能禁用輸入，用戶可以根據(jù)需要禁用該功能；ADM8614還額外提供了看門狗超時擴(kuò)展輸入，可將超時時間從1.6秒擴(kuò)展到100秒。

7. 其他特性

• 采用低電平有效、開漏輸出的RESET信號，方便與其他電路進(jìn)行連接。
• 具備電源干擾免疫能力，能夠有效抵抗電源中的瞬態(tài)干擾，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
• 封裝采用1.46 mm × 0.96 mm的WLCSP，體積小巧，適合對空間要求較高的應(yīng)用。
• 工作溫度范圍為?40°C到+85°C，能適應(yīng)較為惡劣的工作環(huán)境。

二、應(yīng)用領(lǐng)域

1. 便攜式/電池供電設(shè)備

由于其超低功耗的特性，非常適合用于手機(jī)、平板電腦、智能手表等便攜式設(shè)備，能夠有效延長電池的使用時間。

2. 微處理器系統(tǒng)

在微處理器系統(tǒng)中，這些監(jiān)控IC可以確保電源的穩(wěn)定供應(yīng)，同時通過看門狗定時器監(jiān)控微處理器的運(yùn)行狀態(tài)，提高系統(tǒng)的可靠性。

3. 能量計量

在能量計量設(shè)備中，精確的電壓監(jiān)控和低功耗特性有助于提高計量的準(zhǔn)確性和設(shè)備的長期穩(wěn)定性。

4. 能量收集

對于能量收集系統(tǒng)，這些IC可以監(jiān)控收集到的能量，確保系統(tǒng)在不同能量水平下都能正常工作。

三、工作原理

這些監(jiān)控IC主要通過監(jiān)控輸入電壓，并將其與內(nèi)部參考電壓進(jìn)行比較。當(dāng)監(jiān)測到的電壓低于參考閾值時，RESET輸出信號將被置為低電平，使處理器進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)；當(dāng)監(jiān)測到的電壓高于閾值并持續(xù)一段時間（即復(fù)位超時時間）后，RESET輸出信號將恢復(fù)高電平，處理器退出復(fù)位狀態(tài)。

四、引腳配置和功能描述

不同型號的IC引腳配置有所不同，但都包含電源輸入（VCC）、接地（GND）、復(fù)位輸出（RESET）等基本引腳。部分型號還具備手動復(fù)位輸入（MR）、看門狗定時器輸入（WDI）、看門狗功能禁用輸入（WD_DIS）、看門狗超時選擇輸入（WDT_SEL）等特殊引腳。具體的引腳功能可以參考數(shù)據(jù)手冊中的詳細(xì)說明。

五、典型性能特性

數(shù)據(jù)手冊中給出了一系列典型性能特性曲線，如電源電流與溫度、電壓的關(guān)系，VIN引腳和VCC引腳輸入電流與VIN的關(guān)系等。這些曲線可以幫助工程師更好地了解IC在不同工作條件下的性能表現(xiàn)，從而進(jìn)行合理的設(shè)計。

六、設(shè)計注意事項

1. 電壓監(jiān)控輸入

• ADM8611/ADM8613/ADM8614的VCC引腳既作為電源輸入，又作為電壓監(jiān)控輸入；而ADM8612使用單獨(dú)的引腳進(jìn)行電源和電壓監(jiān)控，以實(shí)現(xiàn)低至0.5V的電壓監(jiān)控。
• 在電源上電時，如果VCC的上升速率過快（μs范圍），可能會導(dǎo)致設(shè)備工作異常。對于可能出現(xiàn)高上升速率的應(yīng)用，建議使用RC濾波器來降低上升速率，如3.3 kΩ + 2.2 μF和1 kΩ + 10 μF的RC組合。

2. VIN作為可調(diào)輸入

由于VIN引腳的低泄漏特性，ADM8612或ADM8615可以作為具有可調(diào)閾值的設(shè)備使用。通過外部電阻分壓器電路，可以根據(jù)VIN閾值來編程所需的電壓監(jiān)控閾值。

3. 瞬態(tài)抗擾性

為了避免電源瞬態(tài)干擾導(dǎo)致不必要的復(fù)位，ADM8611/ADM8613/ADM8614的VCC引腳和ADM8612/ADM8615的VIN引腳都添加了輸入毛刺濾波器，以濾除這些引腳上的瞬態(tài)干擾。

4. 低功耗設(shè)計技巧

• 數(shù)字輸入：數(shù)字輸入采用CMOS技術(shù)以降低功耗。如果數(shù)字輸入不需要切換，應(yīng)直接連接到VCC或GND引腳；推薦使用邏輯高電平接近VCC的推挽輸出驅(qū)動數(shù)字信號線；對于不常驅(qū)動為高電平的輸入，可以使用帶有上拉電阻到VCC的開漏輸出。
• WDI輸入：當(dāng)使用邏輯高電平接近VCC的推挽輸入/輸出驅(qū)動WDI時，輸入邏輯的高低不會導(dǎo)致系統(tǒng)額外消耗電流；為了降低總電流消耗，可以增加輸入轉(zhuǎn)換的速度；如果使用邏輯高電平接近數(shù)字輸入最小邏輯高規(guī)格的推挽輸出驅(qū)動WDI，建議使用短正脈沖驅(qū)動WDI引腳。如果使用帶有上拉電阻到VCC的開漏輸入/輸出驅(qū)動WDI，短負(fù)脈沖技術(shù)可以減少長期電流消耗。
• WD_DIS輸入：在系統(tǒng)原型設(shè)計或上電期間，ADM8613和ADM8614的WD_DIS輸入可以禁用看門狗功能，以便為處理器初始化提供額外的時間。如果需要在復(fù)位解除后上電期間禁用看門狗定時器功能，處理器應(yīng)在看門狗超時時間內(nèi)配置其輸入/輸出并將WD_DIS驅(qū)動為高電平；如果沒有足夠的時間配置輸入/輸出或使用開漏輸入/輸出驅(qū)動WD_DIS，則需要一個外部上拉電阻來保持看門狗功能在通電期間禁用。

七、設(shè)備型號選項

該系列IC包含多種設(shè)備選項，但并非所有選項都有標(biāo)準(zhǔn)型號出售。標(biāo)準(zhǔn)型號可以在訂購指南中查看，最新的標(biāo)準(zhǔn)型號列表可以在Analog Devices的網(wǎng)站上查詢。對于非標(biāo)準(zhǔn)型號，需要聯(lián)系A(chǔ)nalog Devices的銷售代表獲取相關(guān)信息，并且樣品和生產(chǎn)單位的交貨時間可能較長。

八、訂購指南

訂購時需要注意不同型號的溫度范圍、封裝描述、封裝選項和標(biāo)記代碼等信息。同時，對于非標(biāo)準(zhǔn)型號的訂購，需要根據(jù)圖36所示的訂購代碼結(jié)構(gòu)，插入模型編號、復(fù)位閾值和看門狗超時等信息。

總之，ADM8611/ADM8612/ADM8613/ADM8614/ADM8615系列監(jiān)控IC以其超低功耗、豐富的功能和靈活的配置選項，為電子工程師在設(shè)計電源監(jiān)控和系統(tǒng)穩(wěn)定性方面提供了一個優(yōu)秀的解決方案。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師可以根據(jù)具體的需求選擇合適的型號，并結(jié)合設(shè)計注意事項進(jìn)行合理的設(shè)計，以確保系統(tǒng)的可靠性和性能。你在使用這類監(jiān)控IC時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享。