超低功耗電壓檢測器ADM8641/ADM8642：設(shè)計(jì)與應(yīng)用解析

在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中，電壓檢測是確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。尤其是在對(duì)功耗敏感的應(yīng)用場景，如便攜式設(shè)備和能源計(jì)量系統(tǒng)中，一款低功耗、高精度的電壓檢測器至關(guān)重要。今天，我們就來深入了解一下Analog Devices公司的ADM8641和ADM8642這兩款超低功耗電壓檢測器。

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產(chǎn)品特性亮點(diǎn)

超低功耗

ADM8641和ADM8642具有超低的功耗，典型靜態(tài)電流 (I_{CC}) 僅為92 nA。這一特性使得它們非常適合用于電池供電的設(shè)備，能夠顯著延長電池的使用壽命。想象一下，在一個(gè)便攜式設(shè)備中，每一點(diǎn)功耗的降低都意味著更長的續(xù)航時(shí)間，這對(duì)于用戶體驗(yàn)來說是非常重要的。

高精度電壓監(jiān)測

這兩款器件提供了多種預(yù)調(diào)整的電壓監(jiān)測閾值選項(xiàng)。ADM8641有10個(gè)選項(xiàng)，范圍從2 V到4.63 V；ADM8642有20個(gè)選項(xiàng)，范圍從0.5 V到1.9 V。并且，在整個(gè)溫度范圍內(nèi)，閾值精度可達(dá)±1.3%。這種高精度的監(jiān)測能力能夠確保對(duì)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)電壓的準(zhǔn)確監(jiān)控，為系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

輸出控制靈活

它們都配備了輸出禁用輸入（DIS），典型傳播延遲為23 μs到26 μs。通過這個(gè)輸入，用戶可以在不考慮輸入狀態(tài)的情況下將輸出保持為低電平，增加了設(shè)計(jì)的靈活性。

抗干擾能力強(qiáng)

具備電源毛刺抗擾能力，在ADM8641的VCC引腳和ADM8642的VIN引腳都添加了輸入毛刺濾波器，能夠有效過濾掉電源快速瞬變引起的不必要輸出狀態(tài)變化。

小封裝設(shè)計(jì)

采用1.46 mm × 0.96 mm的WLCSP封裝，這種小巧的封裝形式非常適合對(duì)空間要求較高的應(yīng)用，如便攜式設(shè)備和可穿戴設(shè)備。

寬工作溫度范圍

能夠在?40°C到+85°C的溫度范圍內(nèi)正常工作，適應(yīng)各種惡劣的環(huán)境條件。

應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

便攜式/電池供電設(shè)備

由于其超低功耗的特性，ADM8641和ADM8642非常適合用于各種便攜式設(shè)備，如智能手機(jī)、平板電腦、智能手表等。它們可以實(shí)時(shí)監(jiān)測電池電壓，當(dāng)電池電壓過低時(shí)及時(shí)發(fā)出警報(bào)，避免設(shè)備因電量不足而突然關(guān)機(jī)。

微處理器系統(tǒng)

在微處理器系統(tǒng)中，穩(wěn)定的電源供應(yīng)是保證系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵。這兩款電壓檢測器可以監(jiān)測電源電壓，當(dāng)電壓出現(xiàn)異常時(shí)，及時(shí)向微處理器發(fā)送信號(hào)，采取相應(yīng)的保護(hù)措施，防止系統(tǒng)出現(xiàn)故障。

能源計(jì)量

在能源計(jì)量領(lǐng)域，需要對(duì)電壓進(jìn)行精確的監(jiān)測和測量。ADM8641和ADM8642的高精度電壓監(jiān)測能力可以滿足這一需求，確保能源計(jì)量的準(zhǔn)確性。

能量收集

能量收集系統(tǒng)通常需要對(duì)收集到的能量進(jìn)行管理和監(jiān)測。這兩款器件可以實(shí)時(shí)監(jiān)測能量收集模塊的輸出電壓，當(dāng)電壓達(dá)到一定閾值時(shí)，將能量存儲(chǔ)到電池或其他儲(chǔ)能設(shè)備中。

技術(shù)細(xì)節(jié)剖析

工作原理

ADM8641和ADM8642內(nèi)部有一個(gè)精密的參考電壓源，用戶可以通過它準(zhǔn)確地監(jiān)測0.5 V到4.63 V的特定電壓水平。當(dāng)監(jiān)測的輸入電壓高于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，輸出保持邏輯高電平；當(dāng)輸入電壓低于閾值時(shí)，輸出變?yōu)檫壿嫷碗娖?。此外，?dāng)VCC引腳的電源電壓低于欠壓鎖定（UVLO）閾值時(shí)，輸出將保持邏輯低電平。同時(shí)，輸出禁用輸入（DIS）可以獨(dú)立控制輸出狀態(tài)，無論輸入狀態(tài)如何，只要DIS引腳被拉低，輸出就會(huì)被強(qiáng)制為低電平。

電壓監(jiān)測輸入

ADM8641的VCC引腳既作為設(shè)備的電源輸入節(jié)點(diǎn)，又作為電壓監(jiān)測輸入節(jié)點(diǎn)。而ADM8642則使用單獨(dú)的引腳進(jìn)行電源和電壓監(jiān)測，這樣可以實(shí)現(xiàn)低至0.5 V的電壓監(jiān)測閾值。為了保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，建議在VCC引腳和GND引腳之間放置一個(gè)0.1 μF的去耦電容。在電源上電時(shí)，如果VCC的上升斜率過快（在μs范圍內(nèi)），可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)異常。因此，在可能出現(xiàn)高斜率VCC的應(yīng)用中，如使用電池組供電時(shí)，建議使用RC濾波器來降低斜率，經(jīng)過測試，3.3 kΩ + 2.2 μF和1 kΩ + 10 μF的RC組合是安全的選擇。

VIN作為可調(diào)輸入

由于VIN引腳的低泄漏特性，ADM8642可以作為一個(gè)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)測閾值。

輸出特性

兩款器件都采用開漏輸出。對(duì)于ADM8641，當(dāng)VCC上升到0.9 V以上時(shí)，輸出狀態(tài)保證有效；對(duì)于ADM8642，當(dāng) (V_{CC}=0.9 ~V) 到設(shè)備退出ULVO時(shí)，輸出保證為邏輯低電平。當(dāng)監(jiān)測電壓低于相關(guān)閾值時(shí)，OUT引腳在23 μs到26 μs（典型）后變?yōu)榈碗娖剑划?dāng)監(jiān)測電壓高于閾值加上滯后值時(shí)，OUT引腳在36 μs到39.5 μs（典型）后變?yōu)楦唠娖健?/p>

禁用輸入

ADM8641/ADM8642的禁用輸入（DIS）有一個(gè)0.6 M的內(nèi)部上拉電阻，當(dāng)未連接時(shí)輸入始終為高電平。要驅(qū)動(dòng)DIS輸入，可以使用外部信號(hào)或按鈕開關(guān)接地，芯片內(nèi)部集成了去抖電路。DIS輸入具有噪聲抗擾能力，能夠忽略高達(dá)0.4 μs（典型）的快速負(fù)向瞬變。如果需要，在DIS引腳和地之間連接一個(gè)0.1 μF的電容可以提供額外的噪聲抗擾能力。

選型與訂購

器件型號(hào)選項(xiàng)

ADM8641和ADM8642有多種器件選項(xiàng)，但并非所有選項(xiàng)都作為標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)出售。標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)在訂購指南中列出，簡單復(fù)位監(jiān)控IC頁面也提供了標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)列表。如果需要了解非標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)的信息，需要聯(lián)系銷售代表，并且要注意樣品和生產(chǎn)單位的交貨時(shí)間較長。

訂購代碼結(jié)構(gòu)

訂購代碼的結(jié)構(gòu)為ADM864 T _ ACBZ - R7，其中“”代表通用編號(hào)（1或2）和閾值編號(hào)（050到463），Z表示無鉛，A表示溫度范圍為?40°C到+85°C，CB表示W(wǎng)LCSP封裝，R7表示7英寸卷帶包裝（3000件）。

訂購指南示例

在實(shí)際設(shè)計(jì)中，電子工程師需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，綜合考慮器件的特性、參數(shù)和成本等因素，選擇合適的型號(hào)。同時(shí)，要注意器件的使用環(huán)境和條件，確保其能夠穩(wěn)定可靠地工作。你在使用類似電壓檢測器的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。