TI TPS383x系列电压监控芯片的性能特性和应用范围

出处:单片机与嵌入式系统应用 发布于:2020-10-29 15:57:06

  在用电池供电的系统中,功耗要求、电源电压监控、系统复位电路的可靠性等对整个系统的稳定起着非常重要的作用。本文主要介绍美国TI公司   TPS383x系列电压监控芯片的特性,并以此作为电池供电系统的电压监视电路作了进一步的探讨。美国TI公司   近推出的TPS383x系列产品是一些体积小、耗电极低的电压监控电路,特别适用于由电池供电、低功耗的应用系统中,可提供系统复位、   电压监控等功能。

  一、产品特性

  ·超低功耗:典型供电电流为220nA。

  ·可对电压为1.8V、2.5V、3V、3.3V进行   (±2.5%)监控,使得系统可完成地使用电池的电量。

  ·10ms或200ms可选的上电复位发生器。

  ·多种复位电平选择。

  ·防按键抖动的手动复位输入功能,允许组成多个IC的菊花链电压监控。

  ·封装形式:SOT-23封装。

  ·适应温度范围:-40~85℃。

  二、引脚排列及性能描述

  TPS383x的引脚排列如图1所示。其中TPS3836和TPS3838的复位输出为低电平有效;而TPS3837复位输出为高电平有效。WR为手动复位输入,接地时,芯片产生复位信号。GND、VDD引脚为电平引入端。RESET(RESET)为复位输出引脚,当CT引脚连接到GND时,复位延时时间td为10ms;连接到Vcc时,td为200ms。

  TI TPS383x系列电压监控芯片的性能特性和应用范围

  三、TPS383x工作时序

  图2为TPS383x的工作时序图。从图中可以看出:当VDD电压低于复位门槛电压VIT或MR为低电平时,TPS383x的复位输出端口输出有效复位电平;当VDD电压高于复位门槛电压VIT或MR为高电平时,并经过时间td后,复位输出端口输出正常电平。

  复位门槛电压VIT与监控电压的关系如表1所列。

  监控电压/V      1.8    2.5   3   3.3

  复位门槛电压VIT/V  1.71    2.25   2.64  2.93

  四、应用范围

  TPS383x可用在下列系统中。

  1.低电平复位、单一电源供电的微处理器系统

  图3是TPS3836和MSP430超低功耗微控制器组成的系统。其中按链S为手动复位按钮。这是TPS383x系列芯片比较典型的应用范例。

  2.高电平复位、单一电源供电的微处理器系统

  大多数微处理器需要低电平复位,而有些微处理器需要高电平才能复位,如Intel公司的80XX系列微处理器。TPS3837就是专门为这类微处理器设计的,具体电路原理图如图4所示。

  3.多组正电压供电的微控制器系统

  在一些   微处理器或多组电压供电的系统中,需要对系统中的每组电压进行监控。当任何一组电压发生故障时,都要产生复位信号,使系统重新复位。为了实现这种功能,可以利用TPS383x的手动复位功能,组成多个IC的菊花链电压监控,实现对多组电压的监控功能。

  如图5所示:为了减少微处理器TMS320VC33的功耗,将TMS320VC33设计成由两组电源供电,VDD(L)=1.8V给CPU核供电;而VDD(H)=3.3V供给存储器等需要较高电压的器件,从而降低整个系统的功耗。当1.8V电源电压发生故障时,TPS3838E18产生有效复位信号,并通过TPS38386K33的手动复位输入引脚产生复位信号,使TMS320VC33复位;当3.3V电源电压发生故障或手动复位按键S按下时,TPS38386K33产生复位信号,使TMS320VC33复位。

  4.具有双向复位端口的微控制器系统

  一些微控制器,如MC68HC05系列微控制器,其复位引脚是一个双向端口,在它的复位引脚上施加一个足够宽的低电平脉冲电压,即可使MC68HC05复位。当MC68HC05复位后,它同时又可通过软件控制该端口变成低电平,以便使系统中的其他外部设备复位。为了实现这种功能,可在TPS383x的复位输出引脚上接1个上拉电阻,具体电路如图6所示。

  5.监控正、负电源的系统

  在包含模拟电路的系统中,有些模拟器件需要用到正、负两种电源,如运算放大器。这时需要对系统中的正、负电源电压进行监控。通过合理的器件组合,利用TPS383x的手动复位功能,组成两个IC的菊花链电压监控,如图7所示。当-3.3V电压发生故障时,U1(TPS383K33)产生有效复位信号,通过Q(SST201)连接到U2(TPS3836K33)的手动复位引脚,使U2(TPS3836K33)产生有效的复位信号。器件Q的作用是为了在Vcc2发生故障时,使系统能可靠地复位。有关图中正电源电压(3.3V)的监控过程在此不再多述。

  五、注意事项

  为了更好地使用好TPS383x,应注意以下情况:

  ①在尽可能地靠近VDD和GND引脚处连接1个0.1μF的陶瓷旁路电容,以便提供更   的复位门槛电压和提高系统电压监控电路的抗干扰能力。

  ②如果没有用到手动复位功能,则把MR引脚连接到Vcc,以减少功耗。

  ③当VDD电压低于1.1V时,TPS383x的复位输出为无效电平;只有当Vdd电压等于或大于1.1V时,TPS383x的复位输出为有效电平。


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