六輸入監控器為汽車(chē)系統提供準確電源監視

引言

　　凌力爾特公司最新的一組電源監控器 (包含三款器件)是6輸入電壓監視器，對當今那些需要進(jìn)行準確電源監視的多電壓系統提供了一種理想選擇。LTC2930、LTC2931和LTC2932能夠在?40℃至125℃的溫度范圍內保持1.5%的門(mén)限準確度。被監視電源電壓的組合由單個(gè)引腳來(lái)設定。每款器件均提供了16種門(mén)限電壓組合，從而滿(mǎn)足了幾乎所有多電壓系統的要求。其具有的可編程性免除了針對不同門(mén)限電壓組合來(lái)認證、采購和庫存獨特器件的需要。

　　這三款器件的整體架構和操作規格很相似，但各具一些獨特的特征 (見(jiàn)表1)。LTC2930將在任何欠壓過(guò)程之后或當手動(dòng)復位輸入 ( /MR ) 被拉至低電平時(shí)生成一個(gè)復位信號。由于它采用了緊湊型3mm x 3mm 12引腳DFN封裝，因而適合于空間受限型應用。LTC2931包括一個(gè)看門(mén)狗輸入 (WDI)、一個(gè)看門(mén)狗輸出 ( /WDO ) 和可以由用戶(hù)調節的看門(mén)狗周期，旨在實(shí)現微處理器監視和控制。LTC2932能夠改變其監視器門(mén)限 (從5% 至12.5%)，并由一個(gè)復位停用引腳提供了裕度調節能力。LTC2931和LTC2932均采用20引腳TSSOP封裝，并具有分離的比較器輸出，從而實(shí)現了單獨的電源監視和/或排序。

單引腳配置簡(jiǎn)化了設計

　　這些監控器提供了一種配置輸入電壓門(mén)限的上佳方法。圖1顯示出了利用VPG引腳上的單個(gè)阻性分壓器來(lái)把監控器設定為16種門(mén)限選項之一的方法。

　　實(shí)際門(mén)限由集成精準分壓器來(lái)設定，用于5V、3.3V、3V、2.5V、1.8V和1.5V電源監視。對于其他的電源電壓值，具0.5V門(mén)限的獨立比較器允許使用一個(gè)阻性分壓器來(lái)對幾乎任何正電源進(jìn)行監視，如圖2a所示。V4輸入還采用用于偏移的集成緩沖基準來(lái)監視負電壓，并提供了相同的1.5%準確度，見(jiàn)圖2b。

 
門(mén)限準確度的含義是什么?

　　假設一個(gè)具 ±5% 電源容差的5V系統，5V電源可以在4.75V至5.25V之間變化。由該電源供電的系統IC必須在此電壓范圍之內(以及略超出該范圍的電壓條件下，正如下文說(shuō)明的) 可靠地運作。如果一個(gè)用于該電源的監控器具有完美的準確度，那么它將精確地在4.75V電壓條件下產(chǎn)生一個(gè)復位信號。然而，如此理想的監控器并不存在。監控器的實(shí)際復位門(mén)限會(huì )在一個(gè)規定的范圍內波動(dòng)；在整個(gè)溫度范圍內，LTC2930、LTC2931和LTC2932的復位門(mén)限將在其標稱(chēng)門(mén)限電壓的 ±1.5% 以?xún)茸兓?(圖3)。復位門(mén)限范圍和電源容差范圍兩者不應重疊。這可以防止當電源實(shí)際上處于其規定容差范圍之內時(shí)發(fā)生錯誤或麻煩的復位。

　　LTC2930、LTC2931和LTC2932擁有 ±1.5% 的復位門(mén)限準確度，于是，一個(gè)"5%"的門(mén)限通常被設定在比標稱(chēng)輸入電壓低6.5%。因此，對于一個(gè)典型值為5V的電源而言，"5%"門(mén)限即為4.675V。在整個(gè)溫度范圍里，該門(mén)限保證處于4.750V至4.600V的電壓范圍之內。受電系統必須要能夠在低至門(mén)限范圍下限的電壓條件下可靠地運作，否則在正確發(fā)出一個(gè)復位信號之前就時(shí)刻存在著(zhù)發(fā)生故障的危險。

　　準確度較低的監控器將增加所需的系統電壓裕度，并導致系統故障概率的上升。與那些門(mén)限規格較為寬松的監控器相比，LTC2930、LTC2931和LTC2932嚴格的 (±1.5%) 準確度指標改善了系統的可靠性。

干擾免疫力=無(wú)虛假復位!

　　被監視的電源電壓遠遠不是理想和完全平坦的DC信號。"騎"在這些電源電壓信號之上的是那些由諸多信號源 (例如：電源的輸出紋波或來(lái)自其他信號的耦合) 所引發(fā)的高頻分量。如果被監視電壓靠近或位于復位門(mén)限電壓，則該噪聲有可能引起虛假復位。LTC2930、LTC2931和LTC2932在設計時(shí)充分考慮到了這一潛在問(wèn)題，因此幾乎乃至根本無(wú)需擔心虛假復位的發(fā)生。

　　有些電源監視器通過(guò)給輸入比較器增加遲滯來(lái)克服虛假復位問(wèn)題。施加的遲滯大小用跳變門(mén)限的百分比來(lái)表達。但這將導致監視器準確度的下降，因為跳變門(mén)限的真正準確度現在是附加遲滯與器件宣稱(chēng)準確度之和的百分比。LTC2930、LTC2931和LTC2932沒(méi)有采用遲滯，而是運用了一種集成方案，該方案要求瞬變在擁有了足夠的量級和持續時(shí)間之后才可對比較器進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作。這可以抑制虛假復位的發(fā)生，而不會(huì )造成監視器準確度的劣化。

　　圖4示出了針對LTC2931上一個(gè)"噪聲"輸入的COMP5比較器輸出響應。在該示例中，一個(gè)以500mV為中心的500kHz、100mVP-P正弦波被加至V5輸入。即使該信號幅度走低至450mV，COMP5仍將保持高電平。接著(zhù)，輸入的DC電平下降2mV。作為響應，COMP5將被拉至低電平，并保持低電平。如前文所述，只有那些具有足夠長(cháng)的持續時(shí)間和足夠量級的瞬變才會(huì )觸發(fā)比較器輸出被拉至高電平或低電平。