超低功耗電壓檢測器ADM8641/ADM8642：設(shè)計(jì)與應(yīng)用詳解

在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中，電壓檢測是保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。今天，我們就來深入探討Analog Devices推出的超低功耗電壓檢測器ADM8641和ADM8642，看看它們在實(shí)際應(yīng)用中能為我們帶來哪些便利。

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一、器件特性亮點(diǎn)

1. 超低功耗

ADM8641和ADM8642的一大顯著優(yōu)勢就是超低功耗，典型的ICC電流僅為92nA。這一特性使得它們在對功耗敏感的系統(tǒng)中表現(xiàn)出色，例如電池供電的便攜式設(shè)備和能量計(jì)量設(shè)備等，能夠有效延長設(shè)備的續(xù)航時(shí)間。

2. 高精度電壓監(jiān)測

這兩款器件具備高精度的電壓監(jiān)測能力。ADM8641有10種預(yù)調(diào)整電壓監(jiān)測閾值選項(xiàng)，范圍從2V到4.63V；ADM8642則有20種選項(xiàng)，范圍從0.5V到1.9V。并且在全溫度范圍內(nèi)，閾值精度可達(dá)±1.3%，能夠準(zhǔn)確地監(jiān)測目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的電壓。

3. 輸出特性

它們采用開漏輸出類型，具有輸出禁用輸入功能，典型傳播延遲在23μs到26μs之間。同時(shí)，還具備電源毛刺抗擾能力，能有效避免因電源波動(dòng)而導(dǎo)致的誤操作。

4. 封裝與溫度范圍

器件采用1.46mm × 0.96mm的WLCSP封裝，體積小巧，適合應(yīng)用于對空間要求較高的設(shè)備中。其工作溫度范圍為 -40°C到 +85°C，能適應(yīng)較為惡劣的工作環(huán)境。

二、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

1. 便攜式/電池供電設(shè)備

由于其超低功耗的特性，ADM8641和ADM8642非常適合應(yīng)用于便攜式設(shè)備，如智能手機(jī)、平板電腦等，能夠在不消耗過多電量的情況下，實(shí)時(shí)監(jiān)測電池電壓，保障設(shè)備的正常運(yùn)行。

2. 微處理器系統(tǒng)

在微處理器系統(tǒng)中，穩(wěn)定的電壓供應(yīng)至關(guān)重要。這兩款器件可以實(shí)時(shí)監(jiān)測電源電壓，當(dāng)電壓出現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)發(fā)出信號(hào)，保護(hù)微處理器免受電壓波動(dòng)的影響。

3. 能量計(jì)量與能量收集

在能量計(jì)量和能量收集系統(tǒng)中，準(zhǔn)確的電壓監(jiān)測是實(shí)現(xiàn)高效能量管理的關(guān)鍵。ADM8641和ADM8642能夠精確地監(jiān)測電壓，為能量的合理分配和利用提供支持。

三、工作原理剖析

1. 電壓監(jiān)測輸入

ADM8641的VCC引腳既作為設(shè)備的電源輸入節(jié)點(diǎn)，又作為電壓監(jiān)測輸入節(jié)點(diǎn)。而ADM8642則使用單獨(dú)的引腳進(jìn)行電源和電壓監(jiān)測，從而能夠?qū)崿F(xiàn)低至0.5V的電壓監(jiān)測閾值。在實(shí)際應(yīng)用中，建議在VCC引腳和GND引腳之間放置一個(gè)0.1μF的去耦電容，以提高電路的穩(wěn)定性。

2. VCC壓擺率考慮

在電源上電時(shí)，如果VCC的上升速率過快（μs范圍），可能會(huì)導(dǎo)致器件出現(xiàn)不規(guī)則行為。因此，在可能出現(xiàn)高VCC壓擺率的應(yīng)用中，如使用電池組供電時(shí)，建議使用RC濾波器來降低壓擺率。經(jīng)過測試，3.3kΩ + 2.2μF和1kΩ + 10μF的RC組合是比較安全的選擇。

3. VIN作為可調(diào)輸入

由于VIN引腳的低泄漏特性，ADM8642可以作為具有可調(diào)閾值的器件使用。通過外部電阻分壓器電路，可以根據(jù)VIN閾值來編程所需的電壓監(jiān)測閾值。

4. 瞬態(tài)抗擾性

為了避免快速電源瞬變導(dǎo)致的不必要輸出狀態(tài)變化，ADM8641的VCC引腳和ADM8642的VIN引腳都添加了輸入毛刺濾波器，能夠有效濾除這些引腳上的瞬態(tài)毛刺。

5. 輸出特性

兩款器件均采用開漏輸出。對于ADM8641，當(dāng)VCC上升到0.9V以上時(shí)，輸出狀態(tài)即可保證有效；對于ADM8642，當(dāng)VCC從0.9V到設(shè)備退出ULVO時(shí)，輸出保證為邏輯低電平。當(dāng)監(jiān)測電壓低于相關(guān)閾值時(shí)，OUT引腳在23μs到26μs（典型值）后變?yōu)榈碗娖?；?dāng)監(jiān)測電壓高于閾值加上遲滯時(shí)，OUT引腳在36μs到39.5μs（典型值）后變?yōu)楦唠娖健?/p>

6. 禁用輸入

ADM8641/ADM8642具有禁用輸入（DIS）功能。將DIS引腳拉低可以使輸出變?yōu)榈碗娖健IS輸入具有0.6M的內(nèi)部上拉電阻，因此在未連接時(shí)輸入始終為高電平。為了驅(qū)動(dòng)DIS輸入，可以使用外部信號(hào)或按鈕開關(guān)接地，并且芯片上集成了去抖電路。DIS輸入還具備噪聲抗擾能力，能夠忽略高達(dá)0.4μs（典型值）的快速負(fù)向瞬變。如果需要，在DIS引腳和地之間添加一個(gè)0.1μF的電容可以提供額外的噪聲抗擾能力。

四、器件選型與訂購

1. 器件模型選項(xiàng)

ADM8641和ADM8642包含多種器件選項(xiàng)，但并非所有選項(xiàng)都作為標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)出售。已發(fā)布的選項(xiàng)稱為標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)，可在訂購指南中查看。對于非標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)，需要聯(lián)系銷售代表獲取相關(guān)信息，并且樣品和生產(chǎn)單位的交貨時(shí)間較長。

2. 訂購指南

訂購時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的型號(hào)、溫度范圍、閾值電壓、封裝類型等。例如，ADM8641T263ACBZ - R7的溫度范圍為 -40°C到 +85°C，閾值電壓為2.63V，采用6 - Ball WLCSP封裝。

五、總結(jié)與思考

ADM8641和ADM8642作為超低功耗電壓檢測器，在電壓監(jiān)測方面具有高精度、低功耗等諸多優(yōu)勢，適用于多種應(yīng)用場景。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理選擇器件的型號(hào)和參數(shù)，同時(shí)注意電路的布局和布線，以充分發(fā)揮器件的性能。大家在使用這兩款器件的過程中，有沒有遇到過什么問題或者有什么獨(dú)特的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)?zāi)?？歡迎在評論區(qū)分享交流。