微功耗、低电压监测器MIC2776

2006-05-07 15:49:49来源: 国外电子元器件

MIC2776是MICREL公司推出的一款低电压电源监测器,可用来监测μCμP电源电压(或电池电压)。该器件在上电时,若电源电压正常,可输出上电复位信号。而在电源电压低于设定的阈值电压时,可输出低电压复位信号。另外,MIC2776还具有手动复位功能。文中介绍了MIC2776的管脚功能、内部结构及工作原理,并给出了典型应用电路图。

低电压 监测器 阈值电压 低电压检测输入 MIC2776

MIC2776是MICREL公司的一种电源电压监测器件。利用它可以在电源出现低电压及上电时给μC或μP复位信号。该器件主要应用于监测微处理器、ASIC或FPGA核、计算机系统、PDA、掌上PC、嵌入式控制器、通信系统、无绳/蜂窝电路、网络硬件等设备的电源电压;

MIC2776的主要特点有:

●所监测的阈值电压值可调,最低呆达0.3V,其阈值电压精度可达±1.5%;

●输入的监测电压可与VDD输入分离;

●上电复位脉冲信号的宽度在于140ms;

●可选择高电平有效、低电平有效或开漏(需外接上拉电阻)等不同的复位信号;

●输入和开漏时的电压均可高于VDD(最高为7V);

●工作电压范围为1.5~5.5V;

●超低功耗,工作电流典型值为3μA;

●可抑制输入电压中短暂的尖脉冲干扰;

●采用小尺寸SOT-23-5封装。

1 管脚排列与功能

各种后缀不同的MIC2776输出的复位信号也不同,具体如表1所列。MIC2776各管脚排列如图1所示。各管脚功能如表2所列。

表1 不同后缀的MIC2776的复位输出及符号

型    号 复  位  输  出 符  号
MIC2776N 开漏结构,低电平有效 RST
MIC2776H 高电平有效 RST
MIC2776L 低电平有效 RST

表2 MIC2776各管脚功能

管  脚 符  号 功             能
后缀H 后缀N.L
1   RST 数字信号输出:当VIN降到基准电压以下时,此端输出高电平。娄VIN回升到阈值门限以上,且保持140ms以上时,输出变为低电平
  1 RST 输出情况与上述相反
2 2 GND
3 3 MR 数字输入:当此端为低电平时,无条件复位立即被起动。若IN端电压高于阈值,当MR被释放(回到高电平)且复位输出不小于140ms后,复位起动状态才改变。MR可以通过逻辑电平或机械开关来驱动。MR内部可上拉到VDD。若此端不用,可悬空
4 4 IN 模拟输入:此端的电压与内部的300mV基准电压作比较。当此端电压低于300mV时,器件将触发一个复位顺序
5 5 VDD 电源输入,输入用于内部电路的电源

2 结构框图及工作原理

MIC2776的功能结构框图如图2所示。它由带滞后的电压比较器、基准电压源(VREF)、延迟电路、单稳态电路、RS触发器、门电路及驱动器等部分组成。

2.1 低电压检测输入

要检测VIN的低电压,一般是通过将电阻分压器接入IN端,并与内部的300mV基准电压VREF作比较来实现的,如图3所示。若IN端的电压低于VREF,则复位信号被触发。VIN的低电压阈值VTH与电阻分压器R1、R2的关系为:

VTH=VREF[(R1+R2)/R2]

式中VREF=300mV。

当VIN的低电压阈值电压VTH已确定时,可以设R1+R2=1MΩ,将此值代入上式即可求出R2,然后求出R1值。

2.2 RST或RST输出

MIC2776主要用于监测μC或μP的电源电压,所以MIC2776的RST或RST端直接与μC或μP的RST或RST端连接。在上电及电源低电压的情况下,μC或μP会正确地复位。另外,MR端为手工复位输入,它可有效地输出复位信号。

由图2可以看出,无论是IN端输入电压低于300mV(VREF)还是MR端输入低电平,其输入与门的信号中必有一个是低电平,且与门输出也为低电平,然后信号再经延迟电路、单稳态电路及RS触发器输出一个大于140ms的复位信号(RST或RST)。

    MIC2776的工作时序如图4所示(图中未按比例)。它较清楚地给出了要检测的输入电压VIN在变化时,相应的VRST或VRST输出电平的变化情况。另外,它也给出了手动复位时(将MR端接低电平),VRST或VRST输出电平的变化情况。图4中A处为输入电压中的尖脉冲干扰,由于MIC2776具有抗暂短干扰脉冲的能力,因此,虽然干扰脉冲已超过比较器的基准电压(或超过比较器的滞后电压),但并不影响VMR、VRST或VRST的输出状态。比较器的滞后电压VHYST可防止输入电压VIN中的噪声影响,同时可避免在阈值电压附近造成输出的不稳定。

图4中的tRST为复位脉冲宽度(140~280ms);VHYST为滞后电压(典型值为3mV);tmin为手动复位的最小脉冲宽度(典型值为33ns)。

3 典型应用电路

图5是MIC2776应用于高性能CPU或DSP为核心的电源(VCORE)监测电路。在该应用系统中,核心电源的电压是1.0V±5%,主电源及I/O电压(VI/O)是2.5V±5%.而图5中的MIC2776的电源是VI/O,因而可满足自身要求的1.5~5.5V的电压范围。

电阻R1主R2必须选择符合VCORE的1.0V电源电压,即满足核心电源电压VCCRE≥1.0-5%,(VCORE≥0.95V)。考虑到R1、R2电阻的精度及基准电压源的精度等因素,此阈值电压还应当稍微低于此值。MIC2776的基准电压有±1.5%允许偏差,若选用1%精度的电阻,则最大误差为±2.5%。若取VTH(max)=VCORE(min),则有:

VCORE(min)=1.025VTH VTH=0.927V

这样根据VTH与R1、R2的关系式即可求出:R1=676.3kΩ(取676kΩ),R2=324kΩ(R1、R2的精度为1%)。

图6是MIC2776和带有双向复位端的微处理器的接口电路。某些微处理器有双向复位端,例如摩托罗拉公司的68HC11系列。由于MIC2776的输出是开漏结构,它的RST端能直接与微处理器的复位脚连接,并且仅用一个上拉电阻(100kΩ)。Vcc的低电压阈值可根据微处理器的要求设定,然后通过计算确定相应的R1及R2值。本例中的MR功能不用,因而将此端悬空(图中未画出)。

编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/power/200605/2168.html
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