SGM820：高精度可編程看門狗定時(shí)器監(jiān)控電路的深度解析

在電子工程師的日常工作中，選擇合適的監(jiān)控電路對(duì)于保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性至關(guān)重要。今天，我們就來(lái)深入探討一款高性能的監(jiān)控電路——SGM820，看看它能為我們的設(shè)計(jì)帶來(lái)哪些優(yōu)勢(shì)。

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一、SGM820概述

SGM820是一款高精度的監(jiān)控電路，集成了可編程看門狗定時(shí)器，專為在 -40℃ 至 +125℃ 的寬溫度范圍內(nèi)工作而設(shè)計(jì)。它提供了多種欠壓閾值電壓選項(xiàng)，可用于 1.8V、2.5V、3V、3.3V 和 5V 系統(tǒng)軌電壓監(jiān)控，并且具有高精度的復(fù)位延遲和準(zhǔn)確的電壓監(jiān)控遲滯特性，非常適合對(duì)容差要求嚴(yán)格的系統(tǒng)。

特點(diǎn)總結(jié)

1. 高精度檢測(cè)：具備 1.8V、2.5V、3V、3.3V 和 5V 系統(tǒng)的精確固定檢測(cè)選項(xiàng)，電壓閾值精度高于 99%。
2. 遲滯特性：遲滯特性典型值為 0.5%，能有效抵抗系統(tǒng)噪聲。
3. 低功耗：超低電源電流典型值為 1.2μA，可降低系統(tǒng)功耗。
4. 可編程看門狗：用戶可通過(guò)外部電容或工廠預(yù)設(shè)值來(lái)設(shè)置看門狗超時(shí)時(shí)間，還能通過(guò)邏輯引腳禁用看門狗，防止開發(fā)過(guò)程中意外超時(shí)。
5. 多種封裝：提供 Green TDFN - 3×3 - 8L 和 TDFN - 2×2 - 8L 兩種環(huán)保封裝形式，滿足不同的設(shè)計(jì)需求。

二、引腳配置與功能

引腳

各引腳功能詳解

1. VCC 引腳：作為電源輸入引腳，為芯片提供所需的電能。在設(shè)計(jì)中，為了減少電源噪聲對(duì)芯片的影響，建議在 VCC 引腳附近放置一個(gè) 0.1uF 的陶瓷電容，起到濾波和穩(wěn)定電源的作用。
2. CWD 引腳：這是可編程看門狗定時(shí)器的關(guān)鍵引腳。用戶可以通過(guò)連接不同的電容或電阻來(lái)設(shè)置看門狗的超時(shí)時(shí)間。具體來(lái)說(shuō)，將電容連接在 CWD 引腳和 GND 之間，可實(shí)現(xiàn)可調(diào)的看門狗超時(shí)；若將 CWD 引腳通過(guò) 10kΩ 電阻連接到 VCC 或浮空，則可選擇兩種不同的工廠預(yù)設(shè)超時(shí)時(shí)間。
3. nMR 引腳：手動(dòng)復(fù)位輸入引腳，低電平有效。當(dāng)該引腳接收到低電平時(shí)，可觸發(fā)芯片進(jìn)行復(fù)位操作。由于該引腳內(nèi)部有上拉電流，在不需要外部控制時(shí)，可將其連接到 VCC 或浮空。
4. SET 引腳：用于控制看門狗定時(shí)器的啟用和禁用。當(dāng) SET 引腳連接到 GND 時(shí)，看門狗定時(shí)器被禁用，此時(shí) WDI 引腳的信號(hào)將被忽略；當(dāng) SET 引腳為高電平時(shí)，若 nRESET 未被置位，則看門狗正常工作。
5. WDI 引腳：看門狗輸入引腳，采用下降沿觸發(fā)方式。為了確保芯片能夠正確檢測(cè)到信號(hào)，WDI 脈沖必須在規(guī)定的超時(shí)周期內(nèi)發(fā)送，且脈沖寬度至少為 50ns。該引腳不能浮空，需連接到 VCC 或 GND，以避免電源電流增加。
6. nWDO 引腳：獨(dú)立的看門狗輸出引腳，以開漏形式輸出。當(dāng)在有效的看門狗計(jì)時(shí)區(qū)域內(nèi)未接收到有效的 WDI 信號(hào)時(shí)，nWDO 引腳將被置為低電平，持續(xù)時(shí)間為 nRESET 超時(shí)延遲時(shí)間。當(dāng) nRESET 信號(hào)因其他原因被置位時(shí)，若連接了上拉電阻到 VCC 或其他電源軌，nWDO 引腳將變?yōu)楦唠娖健?/li>
7. nRESET 引腳：低電平有效開漏復(fù)位輸出引腳。當(dāng) VCC 電壓低于欠壓閾值時(shí)，nRESET 引腳被置為低電平；當(dāng) VCC 電壓超過(guò)欠壓閾值加上遲滯電壓后，經(jīng)過(guò)指定的復(fù)位延遲時(shí)間，nRESET 引腳在拉電阻的作用下變?yōu)楦唠娖?。在選擇上拉電阻值時(shí)，需要綜合考慮電容負(fù)載、邏輯低輸出電壓、漏電流以及通過(guò) nRESET 引腳的電流等因素，以確保輸出電壓滿足后續(xù)應(yīng)用的要求。

三、電氣特性

電源特性

• 電源電壓范圍：1.6V 至 6.5V，能適應(yīng)多種電源環(huán)境。
• 電源電流：典型值為 1.2μA，最大為 3.3μA，功耗極低。

復(fù)位功能

• 上電復(fù)位電壓：當(dāng) nRESET 引腳電流為 15μA，輸出低電平最大為 0.25V 時(shí)，上電復(fù)位電壓最大為 0.8V。
• 欠壓閾值：不同型號(hào)的 SGM820 對(duì)應(yīng)不同的欠壓閾值，如 SGM820A/B - 4.8 的欠壓閾值為 4.757V 至 4.843V，精度高。
• 遲滯電壓：遲滯電壓范圍為 0.15% × VITN 至 0.85% × VITN，典型值為 0.50% × VITN，可有效防止系統(tǒng)因電壓波動(dòng)而誤觸發(fā)。

看門狗功能

• CWD 引腳充電電流：典型值為 375nA，范圍在 337nA 至 413nA 之間。
• CWD 引腳閾值電壓：典型值為 1.210V，范圍在 1.180V 至 1.245V 之間。
• nRESET 和 nWDO 輸出低電平：當(dāng) VCC = 5V，灌電流為 3mA 時(shí)，輸出低電平最大為 0.4V。
• nRESET 和 nWDO 輸出漏電流：當(dāng) VCC = VITN + VHYS，nRESET 和 nWDO 引腳電壓為 6.5V 時(shí)，漏電流最大為 1μA。

四、工作模式與應(yīng)用

工作模式

應(yīng)用場(chǎng)景

• 安全應(yīng)用：在對(duì)安全性要求較高的系統(tǒng)中，如工業(yè)自動(dòng)化、醫(yī)療設(shè)備等，SGM820 可實(shí)時(shí)監(jiān)控電源電壓，確保系統(tǒng)在異常情況下能及時(shí)復(fù)位，保障設(shè)備安全運(yùn)行。
• 精密工業(yè)系統(tǒng)：對(duì)于對(duì)電壓精度和穩(wěn)定性要求極高的工業(yè)系統(tǒng)，SGM820 的高精度檢測(cè)和遲滯特性可有效避免因電壓波動(dòng)導(dǎo)致的系統(tǒng)故障。
• 控制器、DSPs、FPGAs 和 ASICs：在這些數(shù)字電路中，SGM820 可作為看門狗定時(shí)器，防止程序跑飛，提高系統(tǒng)的可靠性。

應(yīng)用信息

1. CWD 功能：用戶可通過(guò)三種方式配置看門狗定時(shí)器。一是將 CWD 引腳浮空或通過(guò) 10kΩ 電阻連接到 VCC，啟用工廠預(yù)設(shè)的看門狗超時(shí)時(shí)間；二是在 CWD 引腳和 GND 之間連接電容，通過(guò)公式計(jì)算可調(diào)的看門狗超時(shí)時(shí)間。
   • 標(biāo)準(zhǔn)版本：(t{WD standard }(ms)=3.33 × C{CWD}(nF)+0.28(ms))
   • 擴(kuò)展版本：(t{WD extended }(ms)=78.3 × C{CWD}(nF)+51(ms))
2. 過(guò)驅(qū)動(dòng)電壓：nRESET 引腳的置位取決于 VCC 電壓幅值是否超過(guò)觸發(fā)點(diǎn)以及超過(guò)觸發(fā)點(diǎn)的時(shí)間長(zhǎng)度。通過(guò)增加 VCC 低于觸發(fā)點(diǎn)的比例，可以改變 nRESET 置位的時(shí)間。計(jì)算公式為：(Overdrive =left|left(V{CC}/V{ITX } - 1right) × 100 %right|)，其中 VITX 為閾值觸發(fā)點(diǎn)電壓。
3. 電源建議：SGM820 工作的輸入電壓范圍為 1.6V 至 6.5V，為了降低輸入電源噪聲，建議在 VCC 和 GND 引腳之間連接一個(gè) 0.1μF 的陶瓷電容。

五、封裝與訂購(gòu)信息

封裝形式

SGM820 提供 Green TDFN - 3×3 - 8L 和 TDFN - 2×2 - 8L 兩種封裝，滿足不同的 PCB 布局需求。

訂購(gòu)信息

不同型號(hào)的 SGM820 對(duì)應(yīng)不同的欠壓閾值和封裝形式，用戶可根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的產(chǎn)品。例如，SGM820A - 4.8 型號(hào)的欠壓閾值為 4.800V，有 TDFN - 3×3 - 8L 和 TDFN - 2×2 - 8L 兩種封裝可供選擇。

六、總結(jié)

SGM820 作為一款高性能的監(jiān)控電路，憑借其高精度的電壓檢測(cè)、可編程的看門狗定時(shí)器、低功耗以及多種封裝形式等優(yōu)勢(shì)，在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。無(wú)論是在安全應(yīng)用、精密工業(yè)系統(tǒng)還是數(shù)字電路中，SGM820 都能為系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性提供有力保障。電子工程師在設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以根據(jù)具體需求合理選擇 SGM820 的型號(hào)和配置，充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢(shì)。

大家在使用 SGM820 的過(guò)程中，有沒有遇到過(guò)什么問(wèn)題或者有什么獨(dú)特的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)?zāi)兀繗g迎在評(píng)論區(qū)分享交流。