可编程四电源管理器件为多电压监视应用带来了无比的灵活性

概要
与当前市场上的电源管理器件相比，LTC2900、LTC2901、LTC2902三种新型的器件可以提供更加精确的复位门限，从而大大的提高了系统的可靠性。同时，可以缩短设计时间、降低制造成本且易于使用，具有接口灵活和所需外围器件少的优点。
此三种电源管理器件可以同时监视四个电压，而且在整个温度范围内的门限精度为1.5%。每个器件提供16种使用者可选的四电压组合：5V、3.3V、3V、2.5V、1.8V、1.5V、+ADJ以及-ADJ。通过简单的外围电阻分压器来实现单管脚编程，从而避免了使用许多器件来实现不同的电源组合。这三个电源管理器件都可以承受5％的电源波动，其中LTC2902还可以通过编程使其工作在7.5％、10％、12.5％的电源波动范围下。这些新型器件不需要软件来控制，也不需校准和修正。在一些应用中，不需要任何外围器件就可以直接工作，这样就大大的节约了电路板的空间和成本。器件还具有手动复位、看门狗功能、可选输入电源精度和裕量。通过调节外部电容，使用者可以调整复位和看门狗定时参数。
LTC2900、LTC2901、LTC2902电源管理器件具有微功耗、体积小、高精度和多复位输出的功能。广泛的集成功能使得这些器件很容易被应用到多电压管理系统中。表1列出了器件所具有的特征。图1是使用LTC2900-2来实现四电源管理并带有按钮复位功能的典型应用。

安全启动：产生上电复位(POR)
在许多系统中，要使系统可靠的运行，获得关于电源何时超过最小门限和在指定的时间段内稳定运行等信息是非常重要的。而获得这些信息的方法之一就是从高精度电压监视器中产生一个可靠性高的上电复位(POR)信号。
微处理器是需要可靠POR信号的典型例子。在所有电源电压到达安全门限前(不考虑系统是否上电)，LTC2900、LTC2901、LTC2902可以避免处理器执行错误的指令。而且如果任何电压超过门限范围足够长的持续时间且幅度较大，那么复位信号将不断的重新发送。只有电压返回到门限电压以上而且持续一定的时间，复位信号线才会得到释放。
为了建立正确的复位逻辑状态，复位驱动电路必须在上电初就开始工作。LTC2900、LTC2901、LTC2902监视器件自动的在V1和V2输入电压的较大者中获得电压而工作。随着V1或V2接近1V或者较大，复位输出信号指定为逻辑低0.3V(最大)，而吸收电流为100mA。

单芯片提供所有电压监视：单管脚编程
即使在系统电压没有最后确定的情况下，使用者仍然可以很自由的选择LTC2900、LTC2901、LTC2902来实现多电压监视。如图2所示，使用者只需在VREF和GND之间连接一个电阻分压器，并把分流点连接到管脚VPG就可获得所需的电压组合。可编程过程出现在上电期间，并且该过程对使用者透明。表2列出了编程实现不同电压组合时推荐用1％的电阻阻值，表中的最后一列是当使用标准DAC编程时的优化VPG/VREF比(±0.01)。

图1 使用LTC2900-2实现4线电压监视的典型应用

图2 编程电压监视模式(电阻R1和R2参考表2)

监视正负电压：配置可调输入
对于表2中没列出的电压监视，可以使用正调节ADJ和负调节－ADJ输入来实现。图3是实现正调节应用的常见电路，V3或V4可调的正输入范围设定为0.5V。对于大多数的正调节应用来说，外接电阻(R3、R4)上的引出点直接连接到V3或V4的高阻抗处。
图4是实现负调节应用的常见电路，V4输入的负调节门限通常连接到地。在负调节应用中，外接电阻(R3、R4)上的引出点常位于负电压和VREF 之间并连接到高阻抗输入管脚V4。管脚VREF上的压值(额定1.21V)提供了在地附近水平漂移工作时所需的电压。在整个工作温度范围-40℃~85℃内，VREF能够提供和吸收大约1mA的电流。
利用正调节输入，也可以监视0~0.5V电压。与负调节应用中的补偿相似，在VREF和V3(V4)之间、VREF和监视电压之间加电阻。

优质的系统设计：考虑门限精度和噪音敏感度
系统的可靠性依赖电源复位门限在温度和功率变化范围内保持高的精度。电源监视器件LTC2900、LTC2901、LTC2902在整个温度范围内都具有相同的门限精度：额定输入电压的±1.5％(见图5)。
在任何电源监视应用中，电源噪音的波动都可能导致误复位，尤其是当监视电压接近复位门限时更为明显。
一个常用的解决方法是在输入比较器处增加一个滞后电路，滞后量通常由跟踪门限的百分比来确定。一般说来，实际的跟踪门限精度通常确定为所用器件的工作精度。但是这种方法会降低精度，因而没有应用到LTC2900、LTC2901、LTC2902器件中。
为了减小误复位同时保证系统的精度，可以采用噪音滤波的两种方式。第一种方式采用比较器动态响应的自适应模式。从比较器件集成电路中接受到的动态事件必须具有足够长的持续时间和幅度而保证比较器产生正确的开关信号。图6是跟踪比较器所需的典型的动态持续时间和比较器过驱动(跟踪门限VRTX百分比)之间的关系曲线图。
第二种方式使用可控的复位输出时间周期(tRST)或复位延时时间可调模式。通过在CRT管脚和地之间接入电容CRT来调节复位输出时间周期。当某个电源电压超出门限后，复位线被拉低。仅当输入返回到门限以上后，复位输出时间计数器才开始计数。当输入电压降回到输入门限外后，计数器将被清零。对于频率器件产生的噪音输入只有在频率超过1/tRST时复位线才保持低，从而避免了复位线逻辑状态的摆动。
尽管四个电源管理器件都带有内置的短时脉冲波形干扰滤波电路，但是仍然推荐在V1和V2上使用旁路电容。因为V1和V2的较大者也是芯片的VCC(大多数应用中0.1mF的陶瓷电容可满足要求)。在环境噪音恶劣的条件下，V3和V4输入管脚上也推荐增加滤波电容。

图3 设置正调节跟踪点
VTRIP=0.5V(1+R3/R4)

图4 设置负调节跟踪点
VTRIP=-VREF(R3/R4)

图5 门限精度和温度之间的关系曲线
(LTC2900、LTC2901和LTC2902)

可调的复位输出时间周期
为了满足不同的应用场合，复位输出时间周期(tRST)通常是可调节的。通过在CRT管脚和地之间连接一个电容CRT既可实现周期可调。电容值由下式确定：
CRT＝tRST*217*10-9
其中CRT单位为Farads，tRST单位为秒。最大复位输出周期受最大可用低漏电容限制，输出时间周期的精度也受电容泄漏和精度的影响。为了保持时间精度，电容的泄漏电流必须低于2mA。

复位输出可选和独立的比较器输出
复位输出可在两种方式下工作：开路耗散式(LTC2900-1、LTC2901-1、LTC2902-1)和推拉式(LTC2900-2、LTC2901-2、LTC2902-2)。开路耗散式输出带有一个小的上拉电流源输入到管脚V2，因此当输出需要上拉到一个较高的电压或者复位输出需要一个较快的上升时间时就需要外接一个上拉电阻。开路耗散式输出允许线OR连接，所以当有很多的复位线需要拉低时很方便使用。在LTC2901和LTC2902的非延时独立比较器输出上也带有开路耗散输出的上拉特性。当外部上拉电压大于V2时，内部保护网络自动使能而保护上拉电路。

图6 跟踪比较器所需的典型的动态持续时间和比较器过驱动之间的关系曲线图

图7 两个管理器件级联实现8电压监视原理图

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