深入解析 LTC2938/LTC2939：多功能電源監(jiān)控器的理想之選

在當(dāng)今復(fù)雜的電子系統(tǒng)中，電源監(jiān)控和管理至關(guān)重要。LTC2938/LTC2939 作為 Linear Technology 公司推出的可配置電源監(jiān)控器，為需要監(jiān)控多電源電壓并具備看門(mén)狗功能的系統(tǒng)提供了強(qiáng)大而靈活的解決方案。本文將詳細(xì)介紹 LTC2938/LTC2939 的特性、應(yīng)用及設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

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一、產(chǎn)品概述

LTC2938 可同時(shí)監(jiān)控四個(gè)電源，而 LTC2939 則能監(jiān)控六個(gè)電源，適用于需要對(duì)多個(gè)電源進(jìn)行精確監(jiān)控的系統(tǒng)。該系列產(chǎn)品具有 16 種用戶可選的電壓閾值組合，涵蓋 5V、3.3V、2.5V、1.8V、1.5V、1.2V 以及可調(diào)電壓閾值，并且保證閾值精度在 ±1.5%，可有效提高系統(tǒng)的可靠性。此外，它還具有可調(diào)節(jié)的復(fù)位和看門(mén)狗超時(shí)時(shí)間、低電源電流（典型值 80μA）、電源毛刺抗擾能力等特性，適合在多種環(huán)境下使用，最高工作溫度可達(dá) 125°C。

二、主要特性分析

2.1 多電源監(jiān)控能力

根據(jù)系統(tǒng)需求，選擇 LTC2938 或 LTC2939 可實(shí)現(xiàn)對(duì)四個(gè)或六個(gè)電源的同時(shí)監(jiān)控，滿足不同系統(tǒng)的電源監(jiān)控要求。例如，在一些復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)中，可能需要對(duì)多個(gè)不同電壓等級(jí)的電源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2 精確的電壓閾值

16 種預(yù)設(shè)或可調(diào)的電壓閾值組合，以及 ±1.5% 的高精度，能夠有效避免因電源波動(dòng)導(dǎo)致的誤觸發(fā)。以一個(gè) 5V 系統(tǒng)為例，其電源電壓可能在 4.75V 至 5.25V 之間波動(dòng)，LTC2938/LTC2939 可將 5% 的閾值典型值設(shè)置為 4.675V（即 6.5% 低于標(biāo)稱輸入電壓），且在溫度變化時(shí)，閾值能保證在 4.750V 至 4.600V 之間，確保系統(tǒng)在電源電壓波動(dòng)范圍內(nèi)可靠工作。

2.3 可調(diào)節(jié)的復(fù)位和看門(mén)狗超時(shí)時(shí)間

通過(guò)外部電容可調(diào)節(jié)復(fù)位和看門(mén)狗超時(shí)時(shí)間，為不同的應(yīng)用場(chǎng)景提供了靈活性。例如，在一些對(duì)啟動(dòng)時(shí)間要求較高的系統(tǒng)中，可以適當(dāng)縮短復(fù)位時(shí)間；而在對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性要求較高的場(chǎng)合，則可以增加看門(mén)狗超時(shí)時(shí)間，確保系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時(shí)能夠及時(shí)復(fù)位。

2.4 低功耗設(shè)計(jì)

典型 80μA 的電源電流，使其非常適合對(duì)功耗敏感的系統(tǒng)，如電池供電系統(tǒng)或便攜式設(shè)備。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

3.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

在桌面和筆記本電腦中，LTC2938/LTC2939 可對(duì)多個(gè)電源進(jìn)行監(jiān)控，確保系統(tǒng)在電源異常時(shí)能夠及時(shí)復(fù)位，保護(hù)硬件設(shè)備和數(shù)據(jù)安全。

3.2 電信和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

在電信設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中，對(duì)電源的穩(wěn)定性要求極高。該產(chǎn)品可以實(shí)時(shí)監(jiān)控多個(gè)電源的狀態(tài)，保證設(shè)備的正常運(yùn)行，減少因電源故障導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)中斷。

3.3 汽車控制系統(tǒng)

在汽車電子系統(tǒng)中，面臨著復(fù)雜的電磁環(huán)境和電源波動(dòng)。LTC2938/LTC2939 的高可靠性和抗干擾能力，使其能夠適應(yīng)汽車環(huán)境的要求，對(duì)多個(gè)電源進(jìn)行精確監(jiān)控，保障汽車控制系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

四、設(shè)計(jì)要點(diǎn)

4.1 電源選擇與旁路電容

V1 和 V2 中較大者作為內(nèi)部電源電壓（ (V_{CC}) ），為確保電源穩(wěn)定，建議在 V1 和 V2 輸入引腳處分別連接 0.1μF 或更大的旁路電容到地。同時(shí)，雖然所有電源監(jiān)控比較器都有內(nèi)置的毛刺抗擾能力，但在 V3、V4、V5 和 V6 輸入引腳處也可使用濾波電容。

4.2 閾值配置

通過(guò)在 (V{REF}) 和 GND 之間連接一個(gè) 1% 的外部電阻分壓器，并將抽頭點(diǎn)連接到 (V{PG}) ，可以選擇 16 種電壓閾值組合之一。在電源上電時(shí)，LTC2938/LTC2939 會(huì)進(jìn)入約 150μs 的配置期，在此期間采樣 (V{PG}) 輸入電壓并配置監(jiān)控器。注意不要在 (V{PG}) 輸入引腳添加電容。

4.3 可調(diào)閾值的使用

在正可調(diào)模式下，V3 和/或 V4 比較器的參考輸入設(shè)置為 0.5V，LTC2939 的 V5 和 V6 比較器始終處于正可調(diào)模式，參考電壓為 0.5V?？赏ㄟ^(guò)外部電阻分壓器計(jì)算跳閘電壓。在負(fù)可調(diào)模式下，V4 比較器的高阻抗可調(diào)輸入連接到地，通過(guò)外部電阻分壓器和 (V_{REF}) 輸出計(jì)算負(fù)跳閘電壓。

4.4 復(fù)位和看門(mén)狗定時(shí)電容的選擇

復(fù)位超時(shí)時(shí)間 (t{RST}) 可通過(guò)連接在 CRT 和地之間的電容 (C{RT}) 進(jìn)行調(diào)整，計(jì)算公式為 (C{RT}=frac{t{RST}}{2MOmega}=500(frac{pF}{ms})cdot t{RST}) 。若 CRT 未連接，復(fù)位超時(shí)時(shí)間約為 20μs。同樣，看門(mén)狗超時(shí)時(shí)間 (t{WD}) 可通過(guò)連接在 CWT 和地之間的電容 (C{WT}) 調(diào)整，公式為 (C{WT}=frac{t{WD}}{20MOmega}=50(frac{pF}{ms})cdot t{WD}) ，未連接 CWT 時(shí)，看門(mén)狗超時(shí)時(shí)間約為 200μs。為保證超時(shí)時(shí)間的準(zhǔn)確性，建議使用低泄漏陶瓷電容。

4.5 上拉電阻的使用

(WDO) 和 (RST) 引腳提供弱上拉電流到 V2。當(dāng) V2 配置為監(jiān)控 2.5V、1.8V、1.5V 和 1.2V 電源時(shí)，需要從這兩個(gè)引腳到接口邏輯電源連接外部上拉電阻，以確保輸出高電壓高于外部電路的 (V_{IH}) 輸入閾值。

五、典型應(yīng)用電路

文檔中給出了多種典型應(yīng)用電路，如 6 電源監(jiān)控（12V (ADJ)、5V、3.3V、2.5V、1.8V、1.2V (ADJ)）、四電源監(jiān)控（模式 14）、±5V 電源監(jiān)控（模式 1）等。以 6 電源監(jiān)控電路為例，通過(guò)合理選擇電阻和電容值，可實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)電源的精確監(jiān)控和看門(mén)狗功能。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，可根據(jù)具體需求參考這些典型電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，大家是否有遇到過(guò)類似電源監(jiān)控芯片的選型和應(yīng)用問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。

六、相關(guān)產(chǎn)品對(duì)比

LTC 公司還有其他相關(guān)的電源監(jiān)控產(chǎn)品，如 LTC2900、LTC2901、LTC2902 等。與這些產(chǎn)品相比，LTC2938/LTC2939 在多電源監(jiān)控能力、閾值精度和可配置性方面具有一定優(yōu)勢(shì)。例如，LTC2938/LTC2939 可監(jiān)控四個(gè)或六個(gè)電源，而部分其他產(chǎn)品可能僅適用于較少電源的監(jiān)控；其 ±1.5% 的閾值精度也相對(duì)較高，能更好地滿足系統(tǒng)對(duì)電源穩(wěn)定性的要求。在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)具體需求選擇合適的產(chǎn)品。

綜上所述，LTC2938/LTC2939 憑借其多電源監(jiān)控能力、高精度閾值、可調(diào)節(jié)的復(fù)位和看門(mén)狗功能以及低功耗等特性，為電子工程師在設(shè)計(jì)多電源系統(tǒng)時(shí)提供了一個(gè)可靠且靈活的解決方案。在實(shí)際應(yīng)用中，合理運(yùn)用其各項(xiàng)特性和設(shè)計(jì)要點(diǎn)，能夠有效提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。