MAX16050/MAX16051：具備反向排序功能的電壓監控與排序電路

在電子系統設計中，對電源電壓的精確監控和有序控制至關重要。Maxim Integrated推出的MAX16050/MAX16051電壓監控/排序電路，憑借其出色的性能和豐富的功能，為工程師們提供了可靠的解決方案。本文將深入介紹這兩款器件的特點、工作原理及應用要點。

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一、器件概述

MAX16050可監控多達5路電壓，并對多達4路電壓進行排序；而MAX16051則能監控多達6路電壓，排序多達5路電壓。它們在電源開啟時提供可調延遲，并監控包括輸入電壓VCC在內的每個電源電壓。當所有電壓達到最終值且復位延遲定時器到期后，上電復位（RESET）輸出釋放，允許微控制器（μC）開始工作。若任何電壓低于其閾值，復位輸出將置位，所有電源將關閉。此外，這兩款器件還支持反向排序功能，在電源關閉時按特定順序依次關閉輸出。

二、關鍵特性

（一）電壓監控與排序能力

• 多電壓監控：MAX16050可監控5路電壓，MAX16051可監控6路電壓，能滿足不同系統的需求。
• 靈活排序：MAX16050具有引腳可選的排序順序，可通過SEQ1 - SEQ3輸入選擇24種可能的排序組合；MAX16051的排序順序固定為OUT1→OUT2→OUT3→OUT4→OUT5。

（二）反向排序功能

在電源關閉事件中，器件可按反向順序依次關閉輸出，確保每個電源電壓降至250mV后再關閉下一個電源，同時內部下拉電路可幫助快速放電大輸出電容。

（三）過壓監控

具備獨立的過壓輸出（OV_OUT），當任何監控電壓超過0.55V的過壓閾值時，OV_OUT輸出低電平，可及時提醒系統過壓情況。

（四）高精度閾值

閾值精度高達±1.5%，能準確監控電源電壓，確保系統穩定運行。

（五）寬工作電壓范圍

工作電壓范圍為2.7V至16V，可適應不同的電源環境。

（六）電荷泵輸出

提供電荷泵輸出（CP_OUT），可作為上拉電壓驅動外部n溝道MOSFET，輸出電壓可達VCC + 5V左右，源電流可達25μA。

（七）可調節延遲

通過連接電容到DELAY和TIMEOUT引腳，可分別調節排序延遲和復位超時時間，增加了設計的靈活性。

（八）菊花鏈連接能力

多個器件可進行菊花鏈連接，實現對更多電壓的控制和監控，方便構建復雜的電源管理系統。

（九）小封裝尺寸

采用4mm x 4mm、28引腳的TQFN封裝，節省電路板空間，適用于對尺寸要求較高的應用。

三、電氣特性

（一）絕對最大額定值

各引腳的電壓和電流都有明確的限制范圍，如VCC為 - 0.3V至 + 30V，RESET電流最大為50mA等。在設計時，必須確保各引腳的電壓和電流不超過這些額定值，以免損壞器件。

（二）電氣參數

包括工作電壓范圍、復位電壓、調節電源電壓、欠壓鎖定、閾值電壓、輸入輸出電流等參數。這些參數在不同的工作條件下有相應的典型值和極限值，工程師可根據具體需求進行參考和設計。

四、引腳功能與應用電路

（一）引腳功能

• 電源相關引腳：VCC為器件電源輸入，ABP為內部電源旁路輸入，GND為接地引腳。
• 監控與排序引腳：SET_系列引腳用于設置監控閾值，OUT_系列引腳為開漏輸出，DISC_系列引腳用于放電下拉，SEQ1 - SEQ3（僅MAX16050）用于選擇排序順序。
• 控制與輸出引腳：EN為模擬使能輸入，SHDN為關機輸入，RESET為復位輸出，OV_OUT為過壓輸出，REM為總線移除輸出等。

（二）典型應用電路

文檔中給出了多個典型應用電路示例，如用于對四個DC - DC轉換器進行排序的電路。通過合理連接這些引腳和外部元件，可實現對電源的精確監控和排序控制。

五、工作原理

（一）上電過程

在滿足ABP電壓超過欠壓鎖定閾值、EN電壓高于其閾值、SHDN未置位、所有DISC_電壓低于250mV這四個條件后，器件開始按順序開啟OUT1 - OUT_輸出。每個OUT_之間的排序延遲由電源電壓超過欠壓閾值的時間和外部延遲電容設置的時間組成。當所有電壓超過各自的閾值后，復位輸出（RESET）在復位超時周期后釋放，系統控制器開始工作。

（二）故障處理

若任何SET_輸入電壓低于其閾值，將檢測到故障，所有電源將同時關閉，RESET輸出置位，DISC_電流下拉開啟，FAULT輸出置低至少1.9μs。

（三）電源關閉過程

• 反向排序關閉（SHDN置低）：當SHDN置低時，器件按反向順序依次關閉輸出，確保每個電源電壓降至250mV后再關閉下一個電源。
• 同時關閉（EN低于閾值）：當EN低于其閾值時，器件同時關閉所有電源，不進行反向排序。

六、應用信息

（一）電阻值選擇

MAX16050/MAX16051的SET_輸入閾值電壓典型值為0.5V，可通過連接電阻分壓器網絡來監控特定電壓。在選擇外部電阻時，需平衡精度和功耗。小阻值電阻可降低誤差，但會增加功耗。可根據可接受的誤差量來估算電阻值。

（二）上拉電阻值

開漏輸出的上拉電阻值并非關鍵，但需考慮在器件吸收電流時確保正確的邏輯電平。使用CP_OUT作為上拉電壓時，需注意多個上拉電阻連接可能導致的電壓下降問題。

（三）菊花鏈連接

多個MAX16050/MAX16051器件可進行菊花鏈連接，以監控和排序更多的電壓。在連接時，需將所有FAULT引腳連接在一起，確保在故障時所有電源關閉。同時，通過合理連接RESET、EN、EN_HOLD和REM引腳，可實現正確的上電和下電順序。

（四）MOSFET選擇

外部通MOSFET與排序電源源串聯，其導通電阻（RDSON）會影響負載電源的精度。為獲得最高的電源精度和最低的電壓降，應選擇在柵源偏置為4.5V至6.0V時具有合適導通電阻的MOSFET。

（五）布局與旁路

為提高噪聲免疫力，應在靠近器件的位置將VCC通過0.1μF電容旁路到GND，將ABP通過1μF電容旁路到GND。同時，將暴露焊盤（EP）連接到接地平面以改善散熱，但不能僅將EP作為唯一的接地連接。

七、總結

MAX16050/MAX16051電壓監控/排序電路以其強大的功能、高精度的閾值和靈活的配置，為電子系統的電源管理提供了可靠的解決方案。在服務器、工作站、網絡系統、電信設備和存儲系統等領域具有廣泛的應用前景。工程師在設計過程中，需根據具體需求合理選擇器件和外部元件，注意引腳連接和布局布線，以充分發揮這兩款器件的優勢，確保系統的穩定性和可靠性。你在使用這兩款器件時遇到過哪些問題？又是如何解決的呢？歡迎在評論區分享你的經驗。