如何優(yōu)化電壓監(jiān)控器的小技巧

1.前言

數(shù)十年來(lái)，電壓監(jiān)控器一直為數(shù)字電路提供模擬電壓監(jiān)控。德州儀器于 1983 年發(fā)布了最初的TL7705；它消耗 1.8mA，采用塑料雙列直插式封裝 (PDIP)，我們今天仍然可以購(gòu)買。較新的監(jiān)控器提供多種選擇，從超低電流 ( TPS3839 )、微型封裝 ( TPS3831 )、雙通道 ( TPS3779 / 80 ) 和高精度 ( TPS3702 ) 到多通道、功能豐富的電源監(jiān)視器 ( TPS38600 )。除了從這些選項(xiàng)中進(jìn)行選擇之外，您還可以添加一些簡(jiǎn)單的電路來(lái)幫助優(yōu)化電壓監(jiān)控器功能；以下是其中一些新增內(nèi)容。

2.添加一個(gè)電阻以增加遲滯

某些應(yīng)用需要比標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)控器通?？捎玫碾妷簻蟾鼘挼碾妷簻蟆Ｔ黾涌烧{(diào)監(jiān)控器遲滯的一種方法是在輸出引腳和輸入電阻分壓器之間添加一個(gè)額外的電阻。

在圖 1 所示的正常配置中，R1 和 R2 設(shè)置閾值電壓，R4 是一個(gè)上拉電阻。添加 R3 可提供從輸出 (V OUT ) 到分壓器電壓的反饋路徑，允許通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)碾娮杵鲗?shí)現(xiàn)可調(diào)遲滯。

圖 1：TPS3710添加了用于滯后的電阻器

公式 1 和 2 計(jì)算圖 1 中電路的上升和下降閾值：

3.檢測(cè)負(fù)電壓

監(jiān)控負(fù)電壓可能很棘手，因?yàn)榇蠖鄶?shù)系統(tǒng)都有以地為參考的邏輯信號(hào)，需要電平轉(zhuǎn)換才能實(shí)現(xiàn)通信。實(shí)現(xiàn)必要電平轉(zhuǎn)換的一種方法是使用開漏輸出。圖 2 的原理圖顯示了如何在負(fù)軌中使用TPS3700，同時(shí)輸出電平向上移位以提供正邏輯。

圖 2：為負(fù)電壓檢測(cè)配置的 TPS3700/1

在圖 2 中，監(jiān)測(cè)電壓 (V MON ) 是相對(duì)于地的負(fù)電壓。您可以使用 R1、R2 和 R3 以與設(shè)置正電壓相同的方式設(shè)置過(guò)壓和欠壓限制（有關(guān)更多信息，請(qǐng)參閱產(chǎn)品數(shù)據(jù)表）。TPS3700或TPS3701的漏極開路輸出獨(dú)立于 VDD，這意味著 V PULLUP可以是一個(gè)正電壓，使正接地參考邏輯電壓能夠與任何微控制器或處理器接口。

使用前面描述的方法檢測(cè)負(fù)電壓需要在輸出端安裝額外的二極管和電阻器。檢測(cè)具有較少附加組件的負(fù)電壓的另一個(gè)技巧是使用正電壓來(lái)上移電阻分壓器電壓，以便分壓閾值電壓相對(duì)于地為正。四通道 TPS386000 監(jiān)控器提供了一個(gè)參考電壓，您可以將電阻鏈連接到該參考電壓，從而使這一切變得容易。參見(jiàn)圖 3。

圖 3：使用外部參考電壓檢測(cè)負(fù)電壓

在圖 3 中，V MON(4,NEG)節(jié)點(diǎn)代表負(fù)監(jiān)測(cè)電壓，V MON(4,POS)代表正監(jiān)測(cè)電壓。負(fù)監(jiān)控是可能的，因?yàn)殡娮璺謮浩饕?/span> V REF引腳（1.2V 輸出）為參考，而不是以地為參考，如在正通道中。當(dāng)負(fù)通道低于 -14.92V 且正通道升至 15.04V 以上時(shí)，RESET 輸出將在圖 3 中變高（名義上）。

4.添加 P 型 JFET 以去除虛假的低電壓輸出信號(hào)

大多數(shù)監(jiān)控器要求 VDD 上有一定量的電壓，然后器件的輸出才能提供準(zhǔn)確的輸出。該電壓通常約為 800mV – 低于此電壓，監(jiān)控器無(wú)法控制將輸出拉低或拉高的內(nèi)部電路。因此，輸出將隨著上拉電壓上升，直到有足夠的空間讓設(shè)備將其拉回。很多時(shí)候你可以忽略這一點(diǎn)；但是，在您無(wú)法做到的情況下，您可以添加一個(gè) P 溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (JFET)，以確保即使 VDD 不足以為監(jiān)控器供電時(shí)，輸出也能保持低電平。圖 4 顯示了一個(gè)示例。

圖 4：添加 JFET 以消除低 VDD 時(shí)的輸出電壓上升 

在圖 4 中，TPS3890的正常輸出表示為 V G。當(dāng) V MON（監(jiān)測(cè)電壓）上升時(shí)，V G處的電壓也會(huì)短暫上升至 0.5V 左右。通過(guò)添加在源極跟隨器配置中配置的標(biāo)準(zhǔn) JFET，源極電壓（標(biāo)記為 V OUT）將跟蹤 V G處的電壓減去 JFET 的閾值電壓。這導(dǎo)致 V G和 V OUT之間大約有 1V 的壓降，并消除了 V G上的 0.5V 上升。圖 5 顯示了使用 JFET 對(duì) TPS3890 輸出的影響。

圖 5：TPS3890 啟動(dòng)時(shí)在輸出上有和沒(méi)有 JFET

監(jiān)督員在廣泛的應(yīng)用程序和系統(tǒng)中都是必不可少的。雖然大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)配置不需要一個(gè)或兩個(gè)電阻器之外的任何附加組件，但有些應(yīng)用程序需要附加功能。希望這篇文章有助于提供一些關(guān)于如何解決這些獨(dú)特案例的想法。