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新型電壓監(jiān)控芯片TPS383X的特性與應(yīng)用
摘要：主要介紹TI公司最新推出的新型電壓監(jiān)控系統(tǒng)芯片TPS383x的特性及應(yīng)用，并就利用該芯片的手動復(fù)位功能組成多個IC的菊花鏈作了較詳細(xì)的說明。該文介紹的許多應(yīng)用范例也可應(yīng)用于其他公司生產(chǎn)的電壓監(jiān)控芯片中。關(guān)鍵詞：電壓監(jiān)控芯片 TPS383x 復(fù)位芯片
在用電池供電的系統(tǒng)中，(范文先生網(wǎng)www.panasonaic.com收集整理)功耗要求、電源電壓監(jiān)控、系統(tǒng)復(fù)位電路的可靠性等對整個系統(tǒng)的穩(wěn)定起著非常重要的作用。本文主要介紹美國TI公司最新TPS383x系列電壓監(jiān)控芯片的特性，并以此作為電池供電系統(tǒng)的電壓監(jiān)視電路作了進(jìn)一步的探討。美國TI公司最近推出的TPS383x系列產(chǎn)品是一些體積小、耗電極低的電壓監(jiān)控電路，特別適用于由電池供電、低功耗的應(yīng)用系統(tǒng)中，可提供系統(tǒng)復(fù)位、精確電壓監(jiān)控等功能。
一、產(chǎn)品特性
·超低功耗：典型供電電流為220nA。
·可對電壓為1.8V、2.5V、3V、3.3V進(jìn)行精確（±2.5%）監(jiān)控，使得系統(tǒng)可完成地使用電池的電量。
·10ms或200ms可選的上電復(fù)位發(fā)生器。
·多種復(fù)位電平選擇。
推挽式有效低復(fù)位電平輸出（TPS3836）；
推挽式有效高復(fù)位電平輸出（TPS3837）；
漏極開路式低復(fù)位電平輸出（TPS3838）。
·防按鍵抖動的手動復(fù)位輸入功能，允許組成多個IC的菊花鏈電壓監(jiān)控。
·封裝形式：SOT-23封裝。
·適應(yīng)溫度范圍：-40～85℃。
二、引腳排列及性能描述
TPS383x的引腳排列如圖1所示。其中TPS3836和TPS3838的復(fù)位輸出為低電平有效；而TPS3837復(fù)位輸出為高電平有效。WR為手動復(fù)位輸入，接地時，芯片產(chǎn)生復(fù)位信號。GND、VDD引腳為電平引入端。RESET（RESET）為復(fù)位輸出引腳，當(dāng)CT引腳連接到GND時，復(fù)位延時時間td為10ms；連接到Vcc時，td為200ms。
三、TPS383x工作時序
圖2為TPS383x的工作時序圖。從圖中可以看出：當(dāng)VDD電壓低于復(fù)位門檻電壓VIT或MR為低電平時，TPS383x的復(fù)位輸出端口輸出有效復(fù)位電平；當(dāng)VDD電壓高于復(fù)位門檻電壓VIT或MR為高電平時，并經(jīng)過時間td后，復(fù)位輸出端口輸出正常電平。
復(fù)位門檻電壓VIT與監(jiān)控電壓的關(guān)系如表1所列。
表1
監(jiān)控電壓/V 1.8 2.5 3 3.3 復(fù)位門檻電壓VIT/V 1.71 2.25 2.64 2.93四、應(yīng)用范圍
TPS383x可用在下列系統(tǒng)中。
1.低電平復(fù)位、單一電源供電的微處理器系統(tǒng)
圖3是TPS3836和MSP430超低功耗微控制器組成的系統(tǒng)。其中按鏈S為手動復(fù)位按鈕。這是TPS383x系列芯片比較典型的應(yīng)用范例。
3.高電平復(fù)位、單一電源供電的微處理器系統(tǒng)
大多數(shù)微處理器需要低電平復(fù)位，而有些微處理器需要高電平才能復(fù)位，如Intel公司的80XX系列微處理器。TPS3837就是專門為這類微處理器設(shè)計的，具體電路原理圖如圖4所示。
3.多組正電壓供電的微控制器系統(tǒng)
在一些高級微處理器或多組電壓供電的系統(tǒng)中，需要對系統(tǒng)中的每組電壓進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)任何一組電壓發(fā)生故障時，都要產(chǎn)生復(fù)位信號，使系統(tǒng)重新復(fù)位。為了實現(xiàn)這種功能，可以利用TPS383x的手動復(fù)位功能，組成多個IC的菊花鏈電壓監(jiān)控，實現(xiàn)對多組電壓的監(jiān)控功能。
如圖5所示：為了減少微處理器TMS320VC33的功耗，將TMS320VC33設(shè)計成由兩組電源供電，VDD（L）=1.8V給CPU核供電；而VDD（H）=3.3V供給存儲器等需要較高電壓的器件，從而降低整個系統(tǒng)的功耗。當(dāng)1.8V電源電壓發(fā)生故障時，TPS3838E18產(chǎn)生有效復(fù)位信號，并通過TPS38386K33的手動復(fù)位輸入引腳產(chǎn)生復(fù)位信號，使TMS320VC33復(fù)位；當(dāng)3.3V電源電壓發(fā)生故障或手動復(fù)位按鍵S按下時，TPS38386K33產(chǎn)生復(fù)位信號，使TMS320VC33復(fù)位。
4.具有雙向復(fù)位端口的微控制器系統(tǒng)
一些微控制器，如MC68HC05系列微控制器，其復(fù)位引腳是一個雙向端口，在它的復(fù)位引腳上施加一個足夠?qū)挼牡碗娖矫}沖電壓，即可使MC68HC05復(fù)位。當(dāng)MC68HC05復(fù)位后，它同時又可通過軟件控制該端口變成低電平，以便使系統(tǒng)中的其他外部設(shè)備復(fù)位。為了實現(xiàn)這種功能，可在TPS383x的復(fù)位輸出引腳上接1個上拉電阻，具體電路如圖6所示。
5.監(jiān)控正、負(fù)電源的系統(tǒng)
在包含模擬電路的系統(tǒng)中，有些模擬器件需要用到正、負(fù)兩種電源，如運算放大器。這時需要對系統(tǒng)中的正、負(fù)電源電壓進(jìn)行監(jiān)控。通過合理的器件組合，利用TPS383x的手動復(fù)位功能，組成兩個IC的菊花鏈電壓監(jiān)控，如圖7所示。當(dāng)-3.3V電壓發(fā)生故障時，U1（TPS383K33）產(chǎn)生有效復(fù)位信號，通過Q（SST201）連接到U2（TPS3836K33）的手動復(fù)位引腳，使U2（TPS3836K33）產(chǎn)生有效的復(fù)位信號。器件Q的作用是為了在Vcc2發(fā)生故障時，使系統(tǒng)能可靠地復(fù)位。有關(guān)圖中正電源電壓（3.3V）的監(jiān)控過程在此不再多述。
五、注意事項
為了更好地使用好TPS383x，應(yīng)注意以下情況：
①在盡可能地靠近VDD和GND引腳處連接1個0.1μF的陶瓷旁路電容，以便提供更精確的復(fù)位門檻電壓和提高系統(tǒng)電壓監(jiān)控電路的抗干擾能力。
②如果沒有用到手動復(fù)位功能，則把MR引腳連接到Vcc，以減少功耗。
③當(dāng)VDD電壓低于1.1V時，TPS383x的復(fù)位輸出為無效電平；只有當(dāng)Vdd電壓等于或大于1.1V時，TPS383x的復(fù)位輸出為有效電平。
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