无毛刺电压监控器IC——是概念还是现实?
时间:2022-12-01 13:30来源:作者:ADI核心产品事业部工程师Suryash Rai
摘要:可靠的电压监控器IC,一直是工业界的行业需求。因为它可以提高系统可靠性,并在电压瞬变和电源故障时提升系统性能。
可靠的电压监控器IC,一直是工业界的行业需求。因为它可以提高系统可靠性,并在电压瞬变和电源故障时提升系统性能。当前,半导体制造商都在不断提高电压监控器IC的性能,以寻求突破。
监控器IC需要一个称为上电复位(VPOR)的最低电压来生成明确或可靠的复位信号,而在此最低电源电压到来之前,复位信号的状态是不确定的。一般来说,将其称之为复位毛刺。
复位引脚主要有两种不同的拓扑结构,即开漏和推挽(图1)。两种拓扑结构都使用NMOS作为下拉MOSFET。
监控器IC需要一个称为上电复位(VPOR)的最低电压来生成明确或可靠的复位信号,而在此最低电源电压到来之前,复位信号的状态是不确定的。一般来说,将其称之为复位毛刺。
复位引脚主要有两种不同的拓扑结构,即开漏和推挽(图1)。两种拓扑结构都使用NMOS作为下拉MOSFET。
图1、显示了复位拓扑的开漏配置和推挽配置
上电期间,如果电源电压低于VPOR,就没有足够的电压能驱动内部MOSFET工作,因此MOSFET关闭。此时,监控器无法对复位电压进行控制。复位电压将与上拉电压(VPULLUP)成比例上升。而一旦电源电压高于VPOR,内部MOSFET将驱动RESET引脚进入有效状态。
图2、显示了复位电压如何与上拉电压(VPULLUP)成比例上升,从而导致通常所说的复位毛刺。
电压监控器可用于监控FPGA、ASIC或DSP的低电源轨,其电压可低至1V。在低供电电压处理器中,I/O的逻辑电平非常敏感,其VIH可低至0.5V,如图3所示。
上电期间,FPGA、ASIC或DSP需要处于RESET状态,直到所有电源轨稳定。当VDD低于VPOR时,RESET引脚可能会出现毛刺,该毛刺可能会触发FPGA的未知状态。一旦VDD高于VPOR,内部MOSFET就会开启并将RESET连接到GND,并使RESET引脚输出正确的逻辑低电平。
上电期间,FPGA、ASIC或DSP需要处于RESET状态,直到所有电源轨稳定。当VDD低于VPOR时,RESET引脚可能会出现毛刺,该毛刺可能会触发FPGA的未知状态。一旦VDD高于VPOR,内部MOSFET就会开启并将RESET连接到GND,并使RESET引脚输出正确的逻辑低电平。
图3、显示了监控器与低供电电压ASIC/FPGA/DSP的接口
图4、显示了带毛刺复位信号的上电时序。
随着电子行业向低压半导体发展,模拟芯片制造商也在传统监控器的基础上努力实现无毛刺监控器。制造商可以通过改进工艺来降低VPOR,但实现真正的无毛刺监控器需要一个全新的架构。
目前,系统工程师使用带有传统监控器的外部电路来模拟图5所示的无毛刺监控功能。添加一个配置为源极跟随器的标准JFET可以实现这一功能,源极的电压将取决于栅极电压VG与JFET阈值电压的差。JFET阈值电压会在VG和VOUT之间产生大约1V的压降,从而避免监控器的输出电压在内部MOSFET关断时升高,直到监控器的内部MOSFET开始正常工作。
目前,系统工程师使用带有传统监控器的外部电路来模拟图5所示的无毛刺监控功能。添加一个配置为源极跟随器的标准JFET可以实现这一功能,源极的电压将取决于栅极电压VG与JFET阈值电压的差。JFET阈值电压会在VG和VOUT之间产生大约1V的压降,从而避免监控器的输出电压在内部MOSFET关断时升高,直到监控器的内部MOSFET开始正常工作。
图5、显示了一个带有外部P-JFEF的传统监控器,可实现无毛刺工作。
真正的无毛刺监控器可以通过复位吸入电流,即使当VCC为零时也会将复位引脚强制拉到接地电位。图6显示了一种真正无毛刺监控器的示例电路。ADI的MAX16161/MAX16162无需任何外部组件即可实现无毛刺工作,小巧且经济。
图6、MAX16162的应用示意图和相应的时序图
总结:
真正的无毛刺监控器IC不再只是一个概念。设计人员现在已拥有了一款可在零电源电压下产生可靠复位信号的监控器IC,使系统工程师能够使用该IC来监控低供电压(低于1V)的电子器件。而且MAX16161/MAX16162为微型nanoPower IC,静态电流仅为825nA,有助于延长系统电池寿命。
关于ADI公司
Analog Devices, Inc.(NASDAQ: ADI)在现代数字经济的中心发挥重要作用,凭借其种类丰富的模拟与混合信号、电源管理、RF、数字与传感技术,将现实世界的现象转化成有行动意义的洞察。ADI服务于全球12.5万家客户,在工业、通信、汽车与消费市场提供超过7.5万种产品。ADI公司总部位于马萨诸塞州威明顿市。更多信息请访问:http://www.analog.com/cn。关于作者
Suryash Rai自2016年以来一直在Maxim Integrated®(现为ADI公司的一部分)担任应用工程师,负责支持电压监控器和电源保护产品。他拥有卡纳塔克邦国家技术学院的通信工程硕士学位。Suryash目前居住在班加罗尔,爱好烹饪、旅行和交友。
免责声明:本文若是转载新闻稿,转载此文目的是在于传递更多的信息,版权归原作者所有。文章所用文字、图片、视频等素材如涉及作品版权问题,请联系本网编辑予以删除。
我要投稿
近期活动
- 安森美汽车&能源基础设施白皮书下载活动时间:2024年04月01日 - 2024年10月31日[立即参与]
- 2023年安森美(onsemi)在线答题活动时间:2023年09月01日 - 2023年09月30日[查看回顾]
- 2023年安森美(onsemi)在线答题活动时间:2023年08月01日 - 2023年08月31日[查看回顾]
- 【在线答题活动】PI 智能家居热门产品,带您领略科技智慧家庭时间:2023年06月15日 - 2023年07月15日[查看回顾]
- 2023年安森美(onsemi)在线答题活动时间:2023年06月01日 - 2023年06月30日[查看回顾]
分类排行榜
- 汽车电子电源行业可靠性要求,你了解多少?
- 内置可编程模拟功能的新型 Renesas Synergy™ 低功耗 S1JA 微控制器
- Vishay 推出高集成度且符合 IrDA® 标准的红外收发器模块
- ROHM 发布全新车载升降压电源芯片组
- 艾迈斯半导体推出行业超薄的接近/颜色传感器模块,助力实现无边框智能手机设计
- 艾迈斯半导体与 Qualcomm Technologies 集中工程优势开发适用于手机 3D 应用的主动式立体视觉解决方案
- 维谛技术(Vertiv)同时亮相南北两大高端峰会,精彩亮点不容错过
- 缤特力推出全新商务系列耳机 助力解决开放式办公的噪音难题
- CISSOID 和泰科天润(GPT)达成战略合作协议,携手推动碳化硅功率器件的广泛应用
- 瑞萨电子推出 R-Car E3 SoC,为汽车大显示屏仪表盘带来高端3D 图形处理性能
编辑推荐
小型化和稳定性如何兼得?ROHM 推出超小型高输出线性 LED 驱动器 IC,为插座型 LED 驱动 IC 装上一颗强有力的 “心脏”
众所周知,LED的驱动IC担负着在输入电压不稳定的情况下,为LED提供恒定的电流,并控制恒定(可调)亮度的作用。无论是室内照明,还是车载应用,都肩负着极为重要的使命。
- 关于反激电源效率的一个疑问
时间:2022-07-12 浏览量:10133
- 面对热拔插阐述的瞬间大电流怎么解决
时间:2022-07-11 浏览量:8901
- PFC电路对N线进行电压采样的目的是什么
时间:2022-07-08 浏览量:9537
- RCD中的C对反激稳定性有何影响
时间:2022-07-07 浏览量:7162
- 36W单反激 传导7~10M 热机5分钟后超标 不知道哪里出了问题
时间:2022-07-07 浏览量:5936
- PFC电感计算
时间:2022-07-06 浏览量:4150
- 多相同步BUCK
时间:2010-10-03 浏览量:37856
- 大家来讨论 系列之二:开机浪涌电流究竟多大?
时间:2016-01-12 浏览量:43152
- 目前世界超NB的65W适配器
时间:2016-09-28 浏览量:60014
- 精讲双管正激电源
时间:2016-11-25 浏览量:128048
- 利用ANSYS Maxwell深入探究软磁体之----电感变压器
时间:2016-09-20 浏览量:107539
- 【文原创】认真的写了一篇基于SG3525的推挽,附有详细..
时间:2015-08-27 浏览量:100254