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如何实现高性能上电复位电路

moomoom  发表于 2008/10/8 16:44:33      806 查看 0 回复  [上一主题]  [下一主题]

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困扰大多数电源监控IC的一个根本性的问题是无法在低输入电压条件下在复位节点上建立正确的逻辑状态。在上电之前,外部漏电流常常会把复位节点驱动至微处理器输入的逻辑门限之上。LTC2903(采用6引脚SOT-23封装)通过采用一种专有电路来建立一条从复位节点至地的低阻抗通路,使得该复位节点浮动问题得到了实质性的解决。图1展示了如何采用LTC2903来完成一个四通道监控器的电路连接。 


图1,LTC2903B用于四通道电源监控的典型应用

  当一个(或多个)电源的电压处于其监控门限之下,则复位节点上的期望状态为逻辑低电平。通常的做法是采用一个漏极开路NMOS晶体管来对复位节点进行下拉操作(图2)。在低输入电压条件下(< 1V),NMOS晶体管缺乏用于克服上拉电流源的足够跨导,而且,复位节点有可能浮动至一个逻辑高电平。如果复位节点在其必须为低电平时发出高电平信号,则存在系统稳定性隐患。


图2,传统的NMOS晶体管下拉电路

  克服复位节点浮动的一种常用方法是集成一个有源PMOS上拉晶体管并指定一个外部接地电阻器。在低输入电压条件下,该外部电阻器将对复位节点进行下拉操作。这种方法有几个缺点。首先,除非将一个外部电源引脚专门用于内部 PMOS 晶体管的源极,否则用户就无法对上拉电压加以控制(在芯片内部很难布线)。其次,由于该外部电阻器必需克服PMOS晶体管的上拉作用,因而其阻值不可能无限制地减小。第三,复位节点处于逻辑高电平将累及低功耗系统,因为外部电阻器将持续消耗功率。当输出为5V且外部下拉电阻器阻值为100kΩ时,系统必须在复位输出端支持50μA的额外负载电流,这是大多数凌特电压监控器的典型静态电流的2.5倍。最后,有源上拉电路的采用还使得无法在复位节点上进行布线“或”连接,原因是一个外部电路必须在逻辑低电平条件下克服有源上拉电流,而在逻辑高电平条件下防止反向电流涌入上拉电源。
  LTC2903成功地解决了复位节点的浮动问题,而且丝毫不存在上述的诸多缺点。一个专有电路在低输入电压条件下建立了一条连接复位节点和地的低阻抗通路。该低阻抗通路对复位节点进行下拉操作,而且一般来说,即使是当所有的输入电压源均为0V时也将能够传导电流(图3)。复位输出保证在V1、V2或V3低至0.5V的情况下吸收至少5μ的电流(VOL = 0.15V)。不仅如此,当具有用于对NMOS下拉晶体管进行可靠操作所需的足够电压时,LTC2903还能检测出来,并将低阻抗分路与复位节点断接。取消该低阻抗分路可消除有可能干扰任何上拉电流源的漏电通路。当所有电源的电压均低于NMOS传导所需的电平时,该低阻抗分路被重新起动。


图3,低输入电源电压条件下LTC2903复位引脚电压(VOL)与外部上拉电流的关系曲线

  当输入电源电压一道上升时,器件的性能会得到显著提升。低阻抗分路的工作电源可由LTC2903上的4 个输入中的3个(V1、V2和V3)来提供,因而能够提供三倍于仅采用单个输入时的下拉强度。LTC2903电源跟踪控制器提供了这样的上升能力(见图4中的波形)。图5示出了LTC2903复位输出是如何在采用了一个将复位节点上拉至输入电源电压的10kΩ电阻器时实施与其相反的作用。特别值得注意的是,当使电源电压一道上升时(V1 = V2 = V3),复位输出在上电过程中不超过 0.1V,这应该能够满足最为苛刻的VOL要求。


图4,LTC2923电源跟踪控制器上升实例



图5,采用一个与V1相连的10kΩ上拉电阻器时LTC2903复位输出电压与V1的关系曲线

  LTC2903的特点
  LTC2903A、LTC2903B和LTC2903C是一个采用6引脚扁平(高度仅1mm)SOT-23封装的四通道电源监控器件系列。表1汇总了可用的电压输入组合。-40℃至 +85℃温度范围内的门限精度(见附文)为被监控电压的 ±1.5%。

  门限是针对10% 欠压监控而设置的。对于需要一个可调跳变门限的应用,应在LTC2903A上采用V4输入。将布设于被检测的正电压与地之间的一个外部阻性分压器(R1、R2)的抽头点连接至V4上的高阻抗输入端。LTC2903A对V4引脚电压和0.5V内部基准进行比较。图7示出了针对正可调应用的通用设置。
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