Voltage detectors and monitors - reset various functions in the IC
Time:2021-12-24
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在本系列的第一部分中，我定义了电压检测器和监控器/复位IC，并解释了不同的输出类型及一些基本设备。由于设计变得更加复杂，可能需要更高级的设备来成功监视电压。在本期中，我将重点介绍电压检测器和监控器/复位IC中的各种功能，以帮助设计人员选择正确的电路。
可编程输出延迟
电压监控器与电压检测器不同，其通常使用外部电容器具有可编程输出延迟，使其变得极其灵活。它们可用于正确排序现场可编程门阵列（FPGA）应用中多个电源，或防止系统故障。当电源电压上升到电压阈值（加上滞后，若适用），这通常会触发设备“取消标记”复位信号并使系统从复位状态返回。然而，由于存在由延迟电容器（CD）产生的延迟，因此在复位信号取消标志之前，电压必须保持高于电压阈值及指定时间延迟的滞后。这可防止系统过早地从复位状态返回。
可编程输出延迟有时称为可编程复位超时周期。直接连接到延迟引脚（有时称为CD或SRT）的陶瓷芯片电容器通常足以实现稳定、良好定义的输出延迟。如图1所示，LM8365具有可编程输出延迟。
图1：具有可编程输出延时的LM8365典型应用电路
当输入电压下降到复位阈值以下时，复位引脚降低。当输入电压上升到阈值以上时，在复位引脚恢复之前存在延迟。通过增加电容器（CD），延迟增加。请参见图2中LM8365的时序图。
图2：LM8365的时序图
手动复位
在特定持续时间（通常为微秒量级）内，当手动复位（MR）引脚低于手动复位阈值（VMRT）时，手动复位输入会时强制复位。只要MR引脚保持低电平，复位引脚将持续有效。MR高于VMRT后，该引脚在复位超时周期到期后释放。当用户需要重置时，此功能对微处理器应用程序非常有用。它还可用于需要在检测到低于主电源电压的低电压时进行复位的应用。手动复位可以完全控制复位，而非只触发低电源电压。
电源故障输入
一些电压检测器和监控器/复位IC会额外输入电源故障警告，以监控除主电源之外的电源。此附加输入在希望在实际故障发生之前，检测电源是否发生故障的系统中很有用。阈值可随不同设备变化，但典型阈值为内部基准电压1.225V。若电源故障输入（PFI）引脚低于电源故障电压阈值（VPFT），则电源故障输出（PFO）降低。
通常来讲，受到连接到主电源的分压器的驱动，电源失效比较器指示电源不断下降。在主电源电压下降到低于复位阈值之前，PFI的电压低于VPFT几毫秒，其会提前发出欠压警报。 PFI引脚还可连接到MR引脚，以强制用于电压检测器的低输出信号或用于监控器/复位IC的复位。
看门狗定时器
带有看门狗定时器的电压检测器和监控器/复位IC等待看门狗输入（WDI）引脚上的信号活动。若监视器未在看门狗窗口内检测到信号，则复位触发。您可使用外部电容器编程此窗口，使看门狗窗口变得更为灵活。
看门狗定时器通常用于安全关键应用或处理器监视。若微处理器在一定持续时间内未激活，则需要复位。若微处理器不能正常工作，此功能可防止系统继续运行。
低压线路输出
当电源电压下降到高于复位阈值的值时，此初期电源故障警告指示灯变为低电平。指示器触发大约高于复位阈值2％，以指示低功率，而且不会导致复位。
图3所示为LM3710的示例应用电路；而图4所示为一个示例时序图，其中包含了我到目前为止所讨论的功能示例。
图3：LM3710应用电路
除了标准复位外，LM3710还具有手动复位、电源故障输入、看门狗定时器和低电平输出，使其成为一个极其灵活的设备用于众多应用。上图3所示的应用电路使用R1和R2作为连接到VIN2的分压器，以设置电源故障复位阈值，从而监视第二个电源。若第二个电源电压低于电源故障复位阈值，PFI引脚将为低电平，因此PFO引脚也将下降为低电平。由于该引脚连接到MR引脚，复位将触发。
若WDI引脚上的看门狗窗口内未检测到活动，也会发生复位。WDI引脚可以连接到微处理器，通过微处理器发送间歇脉冲来检测它是否仍然正常工作。若VCC的电源电压降至复位电压阈值的约2％以内，则低压线路输出（LLO）引脚则降为低电平。例如，LLO引脚可以连接到微处理器进行检测。当LLO引脚变为有源时，发送到微处理器的信号可以引起一些其它动作，例如向另一个设备发送信号或LED闪烁或向用户发出一些其他警报。
图4：LM3710的电源故障和手动复位的时序图示例
图4中的时序图所示为监控第二电压输入（VIN2）的示例。当连接到PFI引脚的VIN2变为低电平时，PFO引脚下降为低电平，导致MR引脚下降到低电平，然后触发复位。有多种方法可以使用电源故障和手动复位功能，因此可由您来决定您的应用需求。
阅读本博文系列的第1部分和第2部分后，您应该会了解电压检测器和电压监控器/复位IC之间的细微差别及可用的各种功能。有无数的应用需要检测超过设定电压阈值的电源电压，并由设计人员决定接下来会发生什么。例如，当电池电量低时，您是否希望系统闪灯或打开扬声器或关闭电路中的其他设备？您希望用户能够按下按钮来触发相同的条件或其他条件吗？您想要在不同的阈值监测多个电压吗？当选择电压检测器或监控器/复位IC时，首先确定您要做什么以及需要什么功能，然后可以按照特定规格，封装，成本等确定所需设备。若要查看德州仪器提供的所有电压检测器和监控器/复位IC，请参阅电压检测器和监控器/复位IC选择指南网站。
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