低功耗監(jiān)控電路MAX16056 - MAX16059：高效穩(wěn)定的電源監(jiān)控解決方案

在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中，電源監(jiān)控是確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。今天我們來(lái)探討Analog Devices推出的MAX16056 - MAX16059系列125nA納安級(jí)微功耗監(jiān)控電路，它在低功耗、靈活性和系統(tǒng)魯棒性方面表現(xiàn)出色，適用于多種應(yīng)用場(chǎng)景。

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產(chǎn)品概述

MAX16056 - MAX16059是超低電流（典型值125nA）的微處理器（μP）監(jiān)控電路，用于監(jiān)測(cè)單個(gè)系統(tǒng)電源電壓。當(dāng)VCC電源電壓降至工廠預(yù)設(shè)的復(fù)位閾值以下、手動(dòng)復(fù)位輸入被拉低或看門狗定時(shí)器超時(shí)（僅MAX16056/MAX16058）時(shí)，這些設(shè)備會(huì)輸出一個(gè)低電平有效的復(fù)位信號(hào)。復(fù)位輸出在VCC上升到復(fù)位閾值以上后，會(huì)保持一段時(shí)間的低電平，這段時(shí)間可以通過(guò)外部電容進(jìn)行調(diào)整。

產(chǎn)品特性

低功耗設(shè)計(jì)

• 超低靜態(tài)電流：典型值僅125nA，有效降低了系統(tǒng)的功耗，延長(zhǎng)了電池供電設(shè)備的續(xù)航時(shí)間。
• 寬工作電壓范圍：1.1V至5.5V的工作電源范圍，適用于各種不同電源電壓的應(yīng)用場(chǎng)景。

靈活的電路配置

• 多種復(fù)位閾值選項(xiàng)：工廠預(yù)設(shè)的復(fù)位閾值電壓從1.575V到4.625V，以大約100mV的增量遞增，滿足不同系統(tǒng)的需求。
• 電容可調(diào)的復(fù)位和看門狗超時(shí)時(shí)間：通過(guò)外部電容可以靈活調(diào)整復(fù)位和看門狗的超時(shí)時(shí)間，以適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)景。
• 看門狗定時(shí)器功能：MAX16056/MAX16058具備看門狗定時(shí)器，帶有看門狗選擇輸入（WDS），可將看門狗超時(shí)時(shí)間延長(zhǎng)128倍。同時(shí)，還具有看門狗定時(shí)器電容開路檢測(cè)功能和可選的看門狗禁用功能。
• 手動(dòng)復(fù)位輸入：方便用戶手動(dòng)觸發(fā)復(fù)位操作，確保系統(tǒng)在需要時(shí)能夠及時(shí)復(fù)位。
• 推挽或開漏輸出選項(xiàng)：提供了兩種不同的輸出類型，方便與不同的電路進(jìn)行接口。

增強(qiáng)的系統(tǒng)魯棒性

• 電源瞬態(tài)抗擾性：能夠有效抵抗電源電壓的瞬態(tài)變化，確保系統(tǒng)在電源波動(dòng)時(shí)仍能穩(wěn)定運(yùn)行。
• 復(fù)位信號(hào)有效性保證：保證在VCC ≥ 1.1V時(shí)，復(fù)位信號(hào)有效，提高了系統(tǒng)的可靠性。

節(jié)省電路板空間

采用3mm x 3mm的TDFN封裝，體積小巧，節(jié)省了電路板空間，適合對(duì)空間要求較高的應(yīng)用。

系統(tǒng)級(jí)功能安全

有助于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)的功能安全，確保系統(tǒng)在各種異常情況下能夠正常工作。

應(yīng)用領(lǐng)域

• 便攜式/電池供電設(shè)備：如智能手機(jī)、平板電腦、可穿戴設(shè)備等，低功耗特性能夠有效延長(zhǎng)電池續(xù)航時(shí)間。
• 個(gè)人數(shù)字助理（PDA）/手機(jī)：確保系統(tǒng)在電源波動(dòng)時(shí)能夠及時(shí)復(fù)位，避免出現(xiàn)死機(jī)等問(wèn)題。
• MP3播放器/尋呼機(jī)：提供穩(wěn)定的電源監(jiān)控，保證設(shè)備的正常運(yùn)行。
• 葡萄糖監(jiān)測(cè)儀/病人監(jiān)護(hù)儀：在醫(yī)療設(shè)備中，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求較高，該監(jiān)控電路能夠提供可靠的電源監(jiān)控。
• 計(jì)量/暖通空調(diào)（HVAC）：確保計(jì)量設(shè)備和暖通空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

引腳配置和功能

MAX16056/MAX16058

MAX16057/MAX16059

詳細(xì)工作原理

復(fù)位輸出

當(dāng)VCC下降到復(fù)位閾值以下時(shí)，RESET輸出低電平。當(dāng)VCC超過(guò)復(fù)位閾值加上遲滯電壓后，內(nèi)部定時(shí)器會(huì)使RESET輸出保持低電平一段時(shí)間，這段時(shí)間由外部電容決定。復(fù)位功能具有抗電源電壓瞬變的能力，確保系統(tǒng)在電源波動(dòng)時(shí)不會(huì)誤觸發(fā)復(fù)位。

手動(dòng)復(fù)位輸入（MR）

許多基于μP的產(chǎn)品需要手動(dòng)復(fù)位功能，MAX16056 - MAX16059提供了MR輸入。當(dāng)MR為低電平時(shí)，會(huì)觸發(fā)復(fù)位操作，RESET輸出保持低電平，直到MR返回高電平并經(jīng)過(guò)復(fù)位超時(shí)時(shí)間。如果MR未使用，應(yīng)將其連接到VCC。

看門狗定時(shí)器

MAX16056/MAX16058的看門狗定時(shí)器用于監(jiān)測(cè)μP的活動(dòng)。如果μP在電容可調(diào)的看門狗超時(shí)時(shí)間內(nèi)沒有使看門狗輸入（WDI）產(chǎn)生下降沿，RESET會(huì)輸出低電平一段時(shí)間?？撮T狗定時(shí)器可以通過(guò)以下三種方式清零：任何使RESET輸出的事件、WDI的下降沿（可檢測(cè)短至150ns的脈沖）或WDS的電平變化。

看門狗定時(shí)器有正常模式和擴(kuò)展模式兩種工作模式。在正常模式下，看門狗超時(shí)時(shí)間由連接在SWT和地之間的電容值決定；在擴(kuò)展模式下，看門狗超時(shí)時(shí)間會(huì)延長(zhǎng)128倍。如果將SWT連接到地，則可以禁用看門狗定時(shí)器功能。

應(yīng)用信息

復(fù)位超時(shí)電容的選擇

復(fù)位超時(shí)時(shí)間可以通過(guò)連接在SRT和地之間的電容（CSRT）進(jìn)行調(diào)整。計(jì)算公式為： [C{SRT}=t{RP} /left(5.15 × 10^{6}right)] 其中，tRP為復(fù)位超時(shí)時(shí)間（秒），CSRT為電容值（法拉）。建議使用低泄漏（<10nA）的陶瓷電容，如X7R類型。

看門狗超時(shí)電容的選擇

看門狗超時(shí)時(shí)間可以通過(guò)連接在SWT和地之間的電容（CSWT）進(jìn)行調(diào)整。正常模式下的計(jì)算公式為： [t{W D}= Floor left[C{SWT} × 5.15 × 10^{6} / 6.4 msright] × 6.4 ms+3.2 ms] 擴(kuò)展模式下的計(jì)算公式為： [Extended t{W D}= Floor left[C{SWT} × 5.15 × 10^{6} / 6.4 msright] × 128 × 6.4 ms+3.2 ms] 其中，tWD為看門狗超時(shí)時(shí)間（秒），CSWT為電容值（法拉）。同樣建議使用低泄漏的陶瓷電容。

看門狗超時(shí)精度

看門狗超時(shí)時(shí)間受SWT斜坡電流（IRAMP2）精度、SWT斜坡閾值（VRAMP2）和看門狗超時(shí)時(shí)鐘周期（tWDPER）的影響?？梢酝ㄟ^(guò)代入最小、典型和最大值來(lái)計(jì)算超時(shí)精度。

瞬態(tài)抗擾性

MAX16056 - MAX16059對(duì)短時(shí)間的電源電壓瞬變或VCC上的毛刺具有較強(qiáng)的抗擾性。在典型工作特性曲線中，“最大VCC瞬態(tài)持續(xù)時(shí)間與復(fù)位閾值過(guò)驅(qū)動(dòng)”圖展示了這種瞬態(tài)抗擾性。一般來(lái)說(shuō)，100mV的VCC瞬態(tài)持續(xù)時(shí)間在40μs或更短不會(huì)觸發(fā)復(fù)位。

降低系統(tǒng)功耗

可以使用RESET輸出來(lái)控制外部p溝道MOSFET，從而控制電源的導(dǎo)通時(shí)間，降低系統(tǒng)的功耗。將WDI輸入接地后，RESET輸出變?yōu)榈皖l時(shí)鐘輸出。當(dāng)RESET為低電平時(shí)，MOSFET導(dǎo)通，系統(tǒng)通電；當(dāng)RESET為高電平時(shí)，MOSFET關(guān)閉，系統(tǒng)不消耗功率。

邏輯兼容性接口

開漏RESET輸出可以用于與其他邏輯電平的μP進(jìn)行接口。開漏輸出可以連接到0至5.5V的電壓，通常連接到被監(jiān)測(cè)的電源電壓。

確保RESET在VCC = 0V時(shí)有效

當(dāng)VCC低于1.1V時(shí)，RESET的灌電流能力會(huì)急劇下降。對(duì)于需要RESET在0V時(shí)仍有效的應(yīng)用，可以在MAX16056/MAX16057的推挽RESET輸出和地之間添加下拉電阻。

總結(jié)

MAX16056 - MAX16059系列監(jiān)控電路以其低功耗、靈活性和高可靠性，為電子設(shè)備的電源監(jiān)控提供了優(yōu)秀的解決方案。無(wú)論是在便攜式設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備還是工業(yè)控制等領(lǐng)域，都能發(fā)揮重要作用。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，合理選擇復(fù)位和看門狗超時(shí)電容，充分利用其各項(xiàng)特性，可以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。你在實(shí)際應(yīng)用中是否遇到過(guò)類似的電源監(jiān)控問(wèn)題？又是如何解決的呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。