|
在用電池供電的系統中，功耗要求、電源電壓監控、系統復位電路的可靠性等對整個系統的穩定起著非常重要的作用。本文主要介紹美國TI公司最新TPS383x系列電壓監控芯片的特性，并以此作為電池供電系統的電壓監視電路作了進一步的探討。美國TI公司最近推出的TPS383x系列產品是一些體積小、耗電極低的電壓監控電路，特別適用于由電池供電、低功耗的應用系統中，可提供系統復位、精確電壓監控等功能。 一、產品特性 ·超低功耗：典型供電電流為220nA。 ·可對電壓為1.8V、2.5V、3V、3.3V進行精確（±2.5%）監控，使得系統可完成地使用電池的電量。 ·10ms或200ms可選的上電復位發生器。 ·多種復位電平選擇。 ·防按鍵抖動的手動復位輸入功能，允許組成多個IC的菊花鏈電壓監控。 ·封裝形式：SOT-23封裝。 ·適應溫度范圍：-40～85℃。 二、引腳排列及性能描述 TPS383x的引腳排列如圖1所示。其中TPS3836和TPS3838的復位輸出為低電平有效；而TPS3837復位輸出為高電平有效。WR為手動復位輸入，接地時，芯片產生復位信號。GND、VDD引腳為電平引入端。RESET（RESET）為復位輸出引腳，當CT引腳連接到GND時，復位延時時間td為10ms；連接到Vcc時，td為200ms。 三、TPS383x工作時序 圖2為TPS383x的工作時序圖。從圖中可以看出：當VDD電壓低于復位門檻電壓VIT或MR為低電平時，TPS383x的復位輸出端口輸出有效復位電平；當VDD電壓高于復位門檻電壓VIT或MR為高電平時，并經過時間td后，復位輸出端口輸出正常電平。 復位門檻電壓VIT與監控電壓的關系如表1所列。 監控電壓/V 1.8 2.5 3 3.3 復位門檻電壓VIT/V 1.71 2.25 2.64 2.93 四、應用范圍 TPS383x可用在下列系統中。 1.低電平復位、單一電源供電的微處理器系統 圖3是TPS3836和MSP430超低功耗微控制器組成的系統。其中按鏈S為手動復位按鈕。這是TPS383x系列芯片比較典型的應用范例。 2.高電平復位、單一電源供電的微處理器系統 大多數微處理器需要低電平復位，而有些微處理器需要高電平才能復位，如Intel公司的80XX系列微處理器。TPS3837就是專門為這類微處理器設計的，具體電路原理圖如圖4所示。 3.多組正電壓供電的微控制器系統 在一些高級微處理器或多組電壓供電的系統中，需要對系統中的每組電壓進行監控。當任何一組電壓發生故障時，都要產生復位信號，使系統重新復位。為了實現這種功能，可以利用TPS383x的手動復位功能，組成多個IC的菊花鏈電壓監控，實現對多組電壓的監控功能。 如圖5所示：為了減少微處理器TMS320VC33的功耗，將TMS320VC33設計成由兩組電源供電，VDD（L）=1.8V給CPU核供電；而VDD（H）=3.3V供給存儲器等需要較高電壓的器件，從而降低整個系統的功耗。當1.8V電源電壓發生故障時，TPS3838E18產生有效復位信號，并通過TPS38386K33的手動復位輸入引腳產生復位信號，使TMS320VC33復位；當3.3V電源電壓發生故障或手動復位按鍵S按下時，TPS38386K33產生復位信號，使TMS320VC33復位。 4.具有雙向復位端口的微控制器系統 一些微控制器，如MC68HC05系列微控制器，其復位引腳是一個雙向端口，在它的復位引腳上施加一個足夠寬的低電平脈沖電壓，即可使MC68HC05復位。當MC68HC05復位后，它同時又可通過軟件控制該端口變成低電平，以便使系統中的其他外部設備復位。為了實現這種功能，可在TPS383x的復位輸出引腳上接1個上拉電阻，具體電路如圖6所示。 5.監控正、負電源的系統 在包含模擬電路的系統中，有些模擬器件需要用到正、負兩種電源，如運算放大器。這時需要對系統中的正、負電源電壓進行監控。通過合理的器件組合，利用TPS383x的手動復位功能，組成兩個IC的菊花鏈電壓監控，如圖7所示。當-3.3V電壓發生故障時，U1（TPS383K33）產生有效復位信號，通過Q（SST201）連接到U2（TPS3836K33）的手動復位引腳，使U2（TPS3836K33）產生有效的復位信號。器件Q的作用是為了在Vcc2發生故障時，使系統能可靠地復位。有關圖中正電源電壓（3.3V）的監控過程在此不再多述。 五、注意事項 為了更好地使用好TPS383x，應注意以下情況： ①在盡可能地靠近VDD和GND引腳處連接1個0.1μF的陶瓷旁路電容，以便提供更精確的復位門檻電壓和提高系統電壓監控電路的抗干擾能力。 ②如果沒有用到手動復位功能，則把MR引腳連接到Vcc，以減少功耗。 ③當VDD電壓低于1.1V時，TPS383x的復位輸出為無效電平；只有當Vdd電壓等于或大于1.1V時，TPS383x的復位輸出為有效電平。 |
