深入解析 LTC2915/LTC2916 電壓監(jiān)控器：特性、應(yīng)用與設(shè)計要點

在電子設(shè)計領(lǐng)域，電壓監(jiān)控器是保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關(guān)鍵組件之一。今天，我們將深入探討 Linear Technology 公司的 LTC2915/LTC2916 電壓監(jiān)控器，了解其特性、應(yīng)用場景以及設(shè)計過程中的要點。

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一、LTC2915/LTC2916 概述

LTC2915/LTC2916 是低電壓單電源監(jiān)控器，具有可選擇的閾值。它們能夠在 1.5V 至 5.5V 的電源電壓下工作，且僅消耗 30μA 的靜態(tài)電流，這使得它們在低功耗應(yīng)用中表現(xiàn)出色。通過兩個三態(tài)輸入，無需外部電阻即可從九個內(nèi)部編程閾值中選擇一個。對于 LTC2915，還有一個額外的三態(tài)輸入用于確定容差（–5%、–10%、–15%），而 LTC2916 的容差固定為 –5%。在整個工作溫度范圍內(nèi)，閾值精度保證在 ±1.5%。此外，它還具備毛刺濾波功能，可確保可靠的復(fù)位操作，避免誤觸發(fā)。

二、特性亮點

1. 可選擇的電源電壓和容差

• 電源電壓：提供 9 種可選擇的電源電壓，包括 12V、5V、3.3V、2.5V、1.8V、1.5V、1.2V、1.0V 和 +ADJ (0.5V)，滿足不同應(yīng)用的需求。
• 容差選擇：LTC2915 具有 3 種可選擇的容差（–5%、–10%、–15%），為設(shè)計提供了更多的靈活性。

2. 手動復(fù)位輸入（LTC2916）

LTC2916 配備手動復(fù)位輸入（MR），低電平輸入會使器件發(fā)出復(fù)位信號，輸入變?yōu)楦唠娖胶螅?jīng)過一個復(fù)位超時時間釋放復(fù)位。該引腳內(nèi)部有一個 100k 的上拉電阻，可直接與按鈕連接，方便用戶進行手動復(fù)位操作。

3. 寬電源電壓范圍和低功耗

• 電源電壓范圍：能夠在 1.5V 至 5.5V 的電源電壓下穩(wěn)定工作，適應(yīng)不同的電源環(huán)境。
• 低靜態(tài)電流：典型靜態(tài)電流僅為 30μA，有助于降低系統(tǒng)功耗。

4. 高精度閾值和抗干擾能力

• 閾值精度：在整個工作溫度范圍內(nèi)，閾值精度保證在 ±1.5%，確保監(jiān)控的準確性。
• 抗干擾能力：具備電源毛刺抗擾能力，能夠有效防止因電源中的毛刺信號導(dǎo)致的誤復(fù)位。

5. 多種封裝形式

提供低外形（1mm）的 8 引腳 TSOT - 23 和 (3mm × 2mm) DFN 封裝，方便不同的 PCB 布局需求。

三、應(yīng)用場景

1. 手持設(shè)備和基站

在手持設(shè)備如手機和基站中，LTC2915/LTC2916 可用于監(jiān)控電源電壓，確保設(shè)備在正常的電壓范圍內(nèi)工作，提高設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。

2. 汽車控制系統(tǒng)

由于其能夠在高達 125°C 的溫度下保證正常工作，非常適合汽車控制系統(tǒng)的應(yīng)用。可以實時監(jiān)控汽車電子系統(tǒng)中的電源電壓，防止因電壓異常導(dǎo)致的系統(tǒng)故障。

3. 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，對電源的穩(wěn)定性要求較高。LTC2915/LTC2916 可以及時檢測電源電壓的變化，避免因電壓波動導(dǎo)致服務(wù)器死機或網(wǎng)絡(luò)中斷等問題。

四、典型應(yīng)用電路分析

1. 1.8V, –5% 容差電源監(jiān)控

在這個典型應(yīng)用中，LTC2916 用于監(jiān)控 1.8V 電源，容差為 –5%。通過合理配置 SEL1、SEL2 引腳，選擇合適的監(jiān)控閾值。當(dāng) VM 輸入電壓低于閾值時，RST 輸出低電平，觸發(fā)復(fù)位信號。復(fù)位超時時間可以通過 RT 引腳連接外部電容進行調(diào)整。

2. 12V 電源監(jiān)控

當(dāng)使用 LTC2915 監(jiān)控 12V 電源時，利用其內(nèi)部的 6.2V 并聯(lián)穩(wěn)壓器，允許從高電壓電源供電。需要在 VCC 引腳與電源之間連接一個合適的串聯(lián)電阻，以限制 VCC 輸入電流不超過 5mA。

五、設(shè)計要點

1. 閾值選擇和精度考慮

在選擇監(jiān)控閾值時，需要考慮電源的容差范圍。為了避免不必要的復(fù)位，監(jiān)控器的閾值必須保證在電源容差范圍之外。例如，監(jiān)控一個 5V 電源，容差為 10%，LTC2915 的標稱閾值應(yīng)設(shè)置在低于 5V 輸入的 11.5%（4.425V），考慮到 ±1.5% 的精度，觸發(fā)閾值范圍在 4.425V ± 75mV 之間。

2. 復(fù)位超時時間設(shè)置

復(fù)位超時時間可以通過 RT 引腳連接外部電容來設(shè)置，公式為 (t{RST}=C{RT} cdot 9ms/nF)。也可以將 RT 引腳浮空或連接到 VCC 來獲得不同的復(fù)位超時時間。在設(shè)計時，需要根據(jù)具體應(yīng)用的需求來選擇合適的復(fù)位超時時間。

3. 抗干擾設(shè)計

為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力，除了利用復(fù)位超時時間防止高頻變化外，還可以利用比較器的抗毛刺電路。該電路可以防止因短毛刺（如負載瞬變或其他影響）導(dǎo)致的誤復(fù)位。

4. 手動復(fù)位設(shè)計（LTC2916）

如果需要手動復(fù)位功能，LTC2916 的 MR 引腳可以直接連接到按鈕。當(dāng) MR 引腳輸入低電平時，觸發(fā)復(fù)位信號，輸入變?yōu)楦唠娖胶螅?jīng)過一個復(fù)位超時時間釋放復(fù)位。

5. 并聯(lián)穩(wěn)壓器使用

當(dāng)使用高于 5.7V 的電源供電時，需要在 VCC 引腳與電源之間連接一個串聯(lián)電阻 (R{CC})，電阻的大小應(yīng)根據(jù)電源的最小和最大電壓來計算，公式為 (frac{V{S(MAX)}-5.7 V}{5 mA} leq R{C C} leq frac{V{S(MIN)}-7 V}{250 mu A})。

六、總結(jié)

LTC2915/LTC2916 電壓監(jiān)控器以其豐富的特性、廣泛的應(yīng)用場景和靈活的設(shè)計選項，為電子工程師提供了一個可靠的電源監(jiān)控解決方案。在設(shè)計過程中，合理選擇閾值、設(shè)置復(fù)位超時時間、考慮抗干擾設(shè)計以及正確使用并聯(lián)穩(wěn)壓器等要點，能夠充分發(fā)揮其性能，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。你在使用類似電壓監(jiān)控器時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。