MAX16041/MAX16042/MAX16043：多電壓監(jiān)控與排序電路的理想之選

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，對于多電壓系統(tǒng)的監(jiān)控和排序是一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。Maxim Integrated推出的MAX16041/MAX16042/MAX16043系列產(chǎn)品，為多電壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)大而靈活的解決方案。今天，我們就來深入了解一下這三款產(chǎn)品。

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產(chǎn)品概述

MAX16041/MAX16042/MAX16043是采用小型薄型QFN封裝的雙/三/四電壓監(jiān)控器和排序器。它們具有極大的設(shè)計(jì)靈活性，允許通過邏輯輸入選擇固定和可調(diào)閾值，并通過小型外部電容器提供序列定時，適用于各種多電壓應(yīng)用。

產(chǎn)品特性

1. 多電壓監(jiān)控與排序

• 監(jiān)控電壓數(shù)量：MAX16041可監(jiān)控2個電壓，MAX16042可監(jiān)控3個電壓，MAX16043可監(jiān)控4個電壓。
• 獨(dú)立輸出：每個監(jiān)控輸入都有獨(dú)立的開漏輸出，能夠支持高達(dá)28V的電壓，可與各種DC - DC穩(wěn)壓器的關(guān)斷和使能輸入接口。
• 復(fù)位功能：具備推挽式復(fù)位功能，只有在所有獨(dú)立監(jiān)控的電壓超過其閾值后才會釋放復(fù)位信號。復(fù)位超時時間可以內(nèi)部固定或外部調(diào)整。

2. 寬工作電壓范圍

工作電壓范圍為2.2V至28V，能適應(yīng)多種電源環(huán)境。

3. 精確的閾值監(jiān)控

• 固定閾值：為3.3V、2.5V、1.8V、1.5V和1.2V系統(tǒng)提供固定閾值。
• 可調(diào)閾值：可精確監(jiān)控低至0.5V的電壓，精度可達(dá)1.5%。

4. 靈活的延遲設(shè)置

具有固定（最小140ms）/電容可調(diào)的延遲定時功能，可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整。

5. 豐富的邏輯控制

• 使能輸入：每個監(jiān)控電壓都有獨(dú)立的使能輸入，可獨(dú)立關(guān)閉電源良好輸出。
• 閾值選擇：提供9種邏輯可選的閾值選項(xiàng)，可通過兩個閾值選擇邏輯輸入進(jìn)行選擇。
• 手動復(fù)位和容差選擇：具備手動復(fù)位和5%/10%容差選擇輸入。

6. 小型封裝與寬溫度范圍

采用4mm x 4mm TQFN封裝，體積小巧。工作溫度范圍為 - 40°C至 + 125°C，能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境。

應(yīng)用領(lǐng)域

• 多電壓系統(tǒng)：為復(fù)雜的多電壓系統(tǒng)提供監(jiān)控和排序功能。
• DC - DC電源：確保DC - DC電源的穩(wěn)定運(yùn)行。
• 服務(wù)器/工作站：保障服務(wù)器和工作站的電源安全。
• 存儲系統(tǒng)：為存儲系統(tǒng)的電源管理提供支持。
• 網(wǎng)絡(luò)/電信設(shè)備：滿足網(wǎng)絡(luò)和電信設(shè)備對電源監(jiān)控和排序的需求。

引腳配置與功能

1. 電源引腳

• VCC：電源電壓輸入，連接2.2V至28V的電源電壓為設(shè)備供電。當(dāng)VCC低于欠壓鎖定（UVLO）閾值時，所有輸出為低電平。對于噪聲較大的系統(tǒng)，需用0.1μF電容將VCC旁路至GND。

  2. 監(jiān)控輸入引腳

• IN1 - IN4：監(jiān)控輸入引腳。當(dāng)輸入電壓超過其閾值時，相應(yīng)的輸出在電容可調(diào)的延遲周期后變?yōu)楦唠娖剑划?dāng)輸入電壓低于閾值時，輸出在傳播延遲后變?yōu)榈碗娖健?

  3. 使能輸入引腳

• EN1 - EN4：高電平有效邏輯使能輸入。將其驅(qū)動為低電平會使相應(yīng)的輸出變?yōu)榈碗娖?，無論輸入電壓如何；驅(qū)動為高電平可啟用監(jiān)控比較器。

  4. 閾值選擇引腳

• TOL：閾值容差輸入。連接到GND可選擇比標(biāo)稱值低5%的閾值，連接到VCC可選擇比標(biāo)稱值低10%的閾值。
• TH1、TH0：閾值選擇輸入，可與VCC或GND連接，或保持開路，與TH0配合選擇輸入電壓閾值選項(xiàng)。

  5. 輸出引腳

• OUT1 - OUT4：開漏輸出。當(dāng)相應(yīng)的IN_輸入電壓低于其指定閾值或EN_變?yōu)榈碗娖綍r，OUT_變?yōu)榈碗娖?；?dāng)EN_為高電平且VIN高于其閾值時，OUT_在延遲后變?yōu)楦唠娖健?/li>
• RESET：低電平有效復(fù)位輸出。當(dāng)任何監(jiān)控電壓低于其閾值、任何EN_變?yōu)榈碗娖交騇R被置位時，RESET置為低電平；在所有監(jiān)控電壓超過其閾值、所有EN_為高電平、所有OUT_為高電平且MR釋放后，RESET在復(fù)位超時期間保持低電平。

  6. 電容調(diào)節(jié)引腳

• CRESET：電容可調(diào)復(fù)位延遲輸入。連接外部電容到GND可設(shè)置復(fù)位超時時間，連接到VCC可使用默認(rèn)的140ms最小復(fù)位超時時間，保持開路可使用內(nèi)部傳播延遲。
• CDLY1 - CDLY4：電容可調(diào)延遲輸入。連接外部電容到GND可設(shè)置IN_到OUT_的延遲周期，保持開路可使用內(nèi)部傳播延遲。

電氣特性

1. 電源相關(guān)特性

• 工作電壓范圍：2.2V至28V。
• 欠壓鎖定：UVLO閾值為1.8V - 2.0V，滯回為50mV。
• VCC電源電流：根據(jù)不同的VCC電壓和輸出狀態(tài)有所不同，例如VCC = 3.3V時，典型值為40μA。

  2. 輸入特性

• 輸入閾值：提供多種固定和可調(diào)閾值選項(xiàng)，可根據(jù)TOL引腳的連接選擇不同的容差。
• 輸入滯回：輸入上升時的滯回為0.5%。
• 輸入電阻：固定閾值時為500 - 918kΩ。
• 輸入電流：可調(diào)閾值時，當(dāng)VIN_ = 1V，輸入電流為 - 100nA至 + 100nA。

  3. 輸出特性

• 輸出低電壓：根據(jù)不同的VCC和灌電流大小，輸出低電壓有所不同，例如VCC ≥ 1.2V，灌電流為90μA時，輸出低電壓最大為0.3V。
• 輸出高電壓：推挽輸出時，VCC ≥ 3V，拉電流為500μA時，輸出高電壓為0.8 x VCC。
• 輸出泄漏電流：開漏輸出未置低時，輸出泄漏電流最大為1μA。

  4. 復(fù)位特性

• 復(fù)位超時周期：當(dāng)CRESET = VCC，VCC = 3.3V時，復(fù)位超時周期為140 - 260ms。

  5. 時序特性

• IN_到OUT_傳播延遲：IN_上升且CDLY_開路時，傳播延遲典型值為35μs；IN_下降且CDLY_開路時，傳播延遲典型值為20μs。
• IN_到RESET傳播延遲：CRESET開路，IN_下降時，傳播延遲典型值為35μs。
• EN_或MR干擾抑制：典型值為280ns。
• EN_到OUT_延遲：從設(shè)備使能到禁用的延遲典型值為3μs，從設(shè)備禁用到使能（CDLY_開路）的延遲典型值為30μs。
• MR到RESET延遲：MR下降時，延遲典型值為3μs。

應(yīng)用信息

1. 閾值容差選擇

通過TOL引腳可選擇5%或10%的閾值容差，連接TOL到GND選擇比標(biāo)稱值低5%的閾值，連接到VCC選擇比標(biāo)稱值低10%的閾值。

2. 可調(diào)輸入設(shè)置

對于可調(diào)閾值輸入，可通過連接電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)來設(shè)置閾值電壓。計(jì)算公式為： [V{INTH}=V{TH} timesleft(1+frac{R 1}{R 2}right)] 其中，VTH為可調(diào)閾值電壓，可根據(jù)TOL引腳的連接選擇不同的值。選擇合適的外部電阻需要在精度和功耗之間進(jìn)行平衡，因?yàn)檩斎胄孤╇娏鲿绊戦撝惦妷旱臏?zhǔn)確性，使用較低阻值的電阻可減少誤差，但會增加電阻的功耗。

3. 未使用輸入處理

將任何未使用的IN_和EN_輸入連接到VCC。

4. OUT_輸出

開漏輸出需要外部上拉電阻，上拉電壓范圍為0至28V。輸出狀態(tài)根據(jù)EN_和VIN的狀態(tài)而定，當(dāng)VCC低于UVLO閾值時，所有輸出為低電平。

5. RESET輸出

RESET輸出在任何監(jiān)控電壓低于閾值、任何EN_變?yōu)榈碗娖交騇R被置位時置為低電平，在所有條件滿足后，在復(fù)位超時期間保持低電平。

6. 可調(diào)復(fù)位超時周期

通過連接CRESET到VCC可使用內(nèi)部固定的復(fù)位超時時間（最小140ms），也可通過連接電容到GND來調(diào)整復(fù)位超時時間。計(jì)算公式為： [t{RP}=frac{V{TH-RESET }}{I{CH-RESET }} × C{CRESET }+30 × 10^{-6}]

7. 可調(diào)延遲

當(dāng)VIN高于VTH且EN_為高電平時，內(nèi)部250nA電流源開始對連接在CDLY_到GND的外部電容充電，當(dāng)CDLY_電壓達(dá)到1V時，OUT變?yōu)楦唠娖?。延遲時間計(jì)算公式為： [t{DELAY }=frac{V{TH-CDLY }}{I{CH-CDLY }} × C_{CDLY}+35 × 10^{-6}]

8. 手動復(fù)位輸入

MR為低電平時，RESET置為低電平，在MR返回高電平后，RESET在復(fù)位超時期間保持低電平。MR輸入有500nA的內(nèi)部上拉電阻，若不使用可保持未連接狀態(tài)?？赏ㄟ^連接常開瞬時開關(guān)到GND實(shí)現(xiàn)手動復(fù)位功能，無需外部去抖電路。在噪聲環(huán)境中，可連接0.1μF電容到GND以提供額外的抗噪能力。

9. 上拉電阻值

開漏輸出的上拉電阻值并非關(guān)鍵，但需要考慮在設(shè)備灌電流時確保正確的邏輯電平。例如，當(dāng)VCC = 2.25V，上拉電壓為28V時，上拉電阻應(yīng)大于56kΩ；當(dāng)VCC = 12V時，上拉電阻應(yīng)大于24kΩ。

10. 電源旁路

設(shè)備工作電壓范圍為2.2V至28V，當(dāng)VCC低于UVLO閾值時，所有輸出為低電平。對于噪聲較大的系統(tǒng)或VCC上有快速上升的瞬態(tài)信號，應(yīng)在VCC和GND之間靠近設(shè)備處連接0.1μF陶瓷電容，以提供更好的抗噪和抗瞬態(tài)能力。

11. 確保VCC降至0V時的有效復(fù)位輸出

當(dāng)VCC降至1.2V以下時，輸出灌電流能力下降。為確保VCC降至0V時輸出有效，可在RESET和GND之間連接100kΩ電阻。

典型應(yīng)用電路

1. 多輸出排序應(yīng)用

MAX16042可配置為多輸出排序應(yīng)用，通過合理設(shè)置監(jiān)控輸入和輸出，實(shí)現(xiàn)對多個電壓的有序監(jiān)控和排序。

2. 電源排序應(yīng)用

MAX16043可用于使用n溝道MOSFET的電源排序應(yīng)用，利用n溝道MOSFET的低導(dǎo)通電阻特性，降低MOSFET上的損耗。

總結(jié)

MAX16041/MAX16042/MAX16043系列產(chǎn)品以其豐富的功能、靈活的配置和良好的性能，為多電壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了全面的解決方案。無論是在監(jiān)控精度、延遲設(shè)置還是邏輯控制方面，都能滿足工程師的各種需求。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師們可以根據(jù)具體的設(shè)計(jì)要求，合理選擇和配置這些產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定的多電壓系統(tǒng)。你在使用這類多電壓監(jiān)控和排序電路時，遇到過哪些挑戰(zhàn)呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。