MAX16136：高精度監(jiān)控IC的卓越之選

一、引言

在電子系統(tǒng)設(shè)計中，電源監(jiān)控和系統(tǒng)穩(wěn)定性保障至關(guān)重要。MAX16136作為一款高性能的監(jiān)控IC，為工程師們提供了可靠的解決方案。本文將詳細(xì)介紹MAX16136的特點、功能、應(yīng)用以及相關(guān)設(shè)計要點。

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二、MAX16136概述

（一）基本功能

MAX16136是一款低電壓、±1%精度的窗口檢測器監(jiān)控電路，主要用于監(jiān)控單個系統(tǒng)電源電壓，并能監(jiān)測微處理器或微控制器的代碼執(zhí)行完整性。它具有一個低電平有效、開漏輸出的引腳，當(dāng)監(jiān)測的電源軌超出工廠調(diào)整的欠壓/過壓窗口閾值時，該輸出引腳會被置為低電平。并且，在監(jiān)測的電源電壓回到欠壓/過壓窗口閾值內(nèi)后，復(fù)位輸出會在編程的復(fù)位超時時間內(nèi)保持低電平。

（二）電壓閾值范圍

該芯片提供了從0.5V到5V的工廠調(diào)整電壓閾值，增量約為20mV。同時，還有從±4%到±11%的多種工廠調(diào)整欠壓/過壓閾值可供選擇，以適應(yīng)不同的電源電壓和容差要求。

（三）窗口看門狗定時器

MAX16136內(nèi)置窗口看門狗定時器電路，用于監(jiān)測微處理器或微控制器的活動。在正常運行時，微處理器或微控制器必須在快速看門狗超時時間（tWD_F）和慢速看門狗超時時間（tWD_S）內(nèi)反復(fù)將看門狗輸入（WDI）拉低。如果在窗口超時時間內(nèi)沒有對WDI進(jìn)行切換，監(jiān)控器會將看門狗輸出（WDO）置為低電平，以表明系統(tǒng)未按預(yù)期執(zhí)行代碼。這個看門狗輸出脈沖可用于復(fù)位微處理器或微控制器，也可用于中斷系統(tǒng)以警告執(zhí)行錯誤。

（四）過壓故障輸出

此外，MAX16136還具有過壓故障輸出（OV），當(dāng)監(jiān)測的電源軌超過過壓閾值時，該輸出會被鎖存為低電平。可以通過將CLR引腳拉低來清除鎖存的輸出。

（五）封裝與工作溫度范圍

MAX16136采用2mm x 2mm、8引腳的TDFN側(cè)面可焊封裝，帶有裸露焊盤，可在 -40°C至 +125°C的汽車溫度范圍內(nèi)工作。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

MAX16136具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，包括但不限于：

1. 高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）：在汽車的ADAS系統(tǒng)中，對電源的穩(wěn)定性要求極高，MAX16136可以實時監(jiān)測電源電壓，確保系統(tǒng)的可靠運行。
2. 汽車電子：適用于各種汽車電子設(shè)備，保障電源的穩(wěn)定供應(yīng)，提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。
3. 多電壓ASIC：為多電壓ASIC提供精確的電源監(jiān)控，確保其正常工作。
4. 服務(wù)器：在服務(wù)器系統(tǒng)中，電源的穩(wěn)定性直接影響服務(wù)器的性能和可靠性，MAX16136可以有效監(jiān)測電源狀態(tài)。
5. 存儲設(shè)備：保障存儲設(shè)備的電源穩(wěn)定，防止數(shù)據(jù)丟失和設(shè)備損壞。

四、特性與優(yōu)勢

（一）高精度

±1%的精度確保了對電源電壓的精確監(jiān)測，能夠及時發(fā)現(xiàn)電源異常情況。

（二）符合ASIL標(biāo)準(zhǔn)

支持系統(tǒng)級的ASIL合規(guī)性，滿足汽車電子等對安全性要求較高的應(yīng)用場景。

（三）靈活的閾值設(shè)置

0.5V至5V的閾值范圍，以20mV為增量，以及±4%至±11%的欠壓/過壓閾值，可根據(jù)不同的應(yīng)用需求進(jìn)行靈活調(diào)整。

（四）過壓故障輸出鎖存

過壓故障輸出（OV）的鎖存功能可以及時記錄過壓事件，方便后續(xù)的故障排查和處理。

（五）窗口看門狗功能

窗口看門狗定時器可以有效監(jiān)測微處理器或微控制器的活動，確保系統(tǒng)的正常運行。

（六）小封裝與寬溫度范圍

2mm x 2mm的小封裝和 -40°C至 +125°C的工作溫度范圍，適用于各種緊湊和惡劣的工作環(huán)境。

五、電氣特性

（一）電源相關(guān)特性

1. 工作電壓范圍：比較器功能正常時，工作電壓范圍為1.71V至5.5V；輸出保證處于已知狀態(tài)時，電壓范圍為1.1V。
2. 電源電流：在RST、OV、WDO未被置位時，典型值為15μA，最大值為35μA。
3. 欠壓鎖定閾值：VDD上升時，欠壓鎖定閾值為1.3V至1.68V，典型值為1.50V。
4. 欠壓鎖定遲滯：VDD下降時，欠壓鎖定遲滯典型值為47mV。

（二）輸入電壓特性

1. 標(biāo)稱輸入閾值電壓范圍：為0.5V至5V。
2. 標(biāo)稱輸入閾值電壓編程步長：為20mV。
3. 欠壓/過壓編程范圍：復(fù)位發(fā)生在VIN_NOM超出VIN_NOMx(1±TOL)時，TOL范圍為±4%至±11%。

（三）輸入閾值精度

1. 欠壓閾值精度：在所有VIN_TH設(shè)置下，VIN_NOM下降時，欠壓閾值精度為 -1%至 +1%。
2. 過壓閾值精度：在所有VIN_TH設(shè)置下，VIN_NOM上升時，過壓閾值精度為 -1%至 +1%。

（四）其他特性

1. 過壓故障到OV置位延遲：從(VOVTH - 1%)到(VOVTH + 1%)，延遲典型值為5μs。
2. OV故障毛刺抗擾度：在VOVTH +5%時，抗擾度為200ns。
3. RST泄漏電流：在VRST = Vov = VWDO = 5.5V時，泄漏電流最大值為1μA。

六、引腳配置與功能

（一）引腳配置

（二）內(nèi)部框圖

其內(nèi)部框圖展示了各個功能模塊的連接和工作原理，包括窗口看門狗定時器、復(fù)位超時模塊、過壓鎖存模塊等，有助于工程師深入理解芯片的工作機(jī)制。

七、詳細(xì)工作原理

（一）電源監(jiān)測

MAX16136通過監(jiān)測IN引腳的電壓，與工廠調(diào)整的欠壓/過壓閾值進(jìn)行比較。當(dāng)IN引腳電壓超出閾值范圍時，RST引腳置低，觸發(fā)復(fù)位操作。復(fù)位輸出在電源電壓回到閾值范圍內(nèi)后，會在設(shè)定的復(fù)位超時時間內(nèi)保持低電平，確保系統(tǒng)有足夠的時間進(jìn)行復(fù)位和初始化。

（二）窗口看門狗工作原理

在正常運行時，微處理器或微控制器需要在快速看門狗超時時間（tWD_F）和慢速看門狗超時時間（tWD_S）內(nèi)反復(fù)將WDI引腳拉低。如果WDI信號的兩個連續(xù)下降沿過近（tWD < tWD_F），WDO引腳會脈沖低電平50ms；如果兩個連續(xù)下降沿過遠(yuǎn)（tWD > tWD_S），WDO引腳會脈沖低電平100ms。只有當(dāng)WDI信號的兩個連續(xù)下降沿在快速和慢速看門狗超時窗口內(nèi)時，看門狗定時器才會清零，WDO引腳保持未置位。

（三）過壓故障處理

當(dāng)IN引腳電壓超過過壓閾值時，OV引腳會鎖存低電平?？梢酝ㄟ^將CLR引腳拉低tCLR脈沖寬度來清除鎖存的OV輸出。需要注意的是，在設(shè)備處于過壓狀態(tài)時，CLR引腳的操作會被忽略。

八、應(yīng)用設(shè)計要點

（一）設(shè)置輸入閾值

根據(jù)系統(tǒng)電源的容差要求，可以將欠壓/過壓閾值工廠調(diào)整為±4%至±11%。以3.3V ±5%的電源電壓為例，計算欠壓/過壓閾值的方法如下： [VINNOM =3.3 V] [TOL = pm 5 %] [V{U V T H}=V{I N _N O M}(1-5 %)=3.3 V-0.165 V=3.135 V] [V{OVTH }=V{I N _N O M}(1 + 5 %) = 3.3V (1 + 0.05) = 3.3V + 0.165V = 3.465V] 同時，考慮到±1%的閾值精度，欠壓和過壓閾值的精度范圍分別為： [V{U V T H _A}=V{U V T H}(1 pm 1 %)=3.135 V(1 pm 0.03135 V)=3.135 V pm 0.03135 V] [V{OVTHA }=V{OVTH }(1 pm 1 %)=3.465 V(1 pm 0.03465 V)=3.465 V pm 0.03465 V]

（二）電源旁路與噪聲免疫

MAX16136的工作電源范圍為1.71V至5.5V，為了確保設(shè)備的正常工作，需要使用0.1μF的電容將VDD旁路到地，并且盡量靠近設(shè)備。這樣可以提高設(shè)備的瞬態(tài)抗擾能力，同時將VDD的噪聲限制在200mV峰峰值以內(nèi)。

（三）選型指南

根據(jù)不同的應(yīng)用需求，可以參考選擇指南表來選擇合適的型號。例如，對于3.3V電源，要求4%的容差、0.25%的遲滯、10ms的復(fù)位超時時間和8/80ms的窗口看門狗超時時間，可以選擇MAX1613600/VY+T型號。

九、總結(jié)

MAX16136作為一款高精度的監(jiān)控IC，具有多種強(qiáng)大的功能和特性，適用于各種對電源穩(wěn)定性和系統(tǒng)可靠性要求較高的應(yīng)用場景。通過合理設(shè)置輸入閾值、做好電源旁路和噪聲免疫等設(shè)計要點，工程師們可以充分發(fā)揮MAX16136的優(yōu)勢，提高系統(tǒng)的性能和可靠性。在實際應(yīng)用中，你是否遇到過類似監(jiān)控IC的使用問題呢？你又是如何解決的呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。