LTC2913雙路電壓監測器：多功能、高精度的電壓監測解決方案

在電子設備的設計中，電壓監測是確保系統穩定運行的關鍵環節。今天，我們就來詳細探討一下Linear Technology公司推出的LTC2913雙路電壓監測器，看看它是如何滿足各種應用場景下的電壓監測需求的。

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一、LTC2913概述

LTC2913是一款專為多種應用中的多電壓監測而設計的雙輸入電壓監測器。它具有同時監測兩路電壓的能力，可分別設置欠壓（UV）和過壓（OV）觸發值，為系統提供精確的電壓監測和保護。

1.1 主要特性

• 雙路電壓同時監測：能夠同時對兩路電壓進行監測，滿足多電壓系統的監測需求。
• 可調的UV和OV觸發值：用戶可以根據實際應用需求，靈活調整欠壓和過壓的觸發閾值。
• 高精度閾值：保證閾值精度在±1.5%以內，確保監測的準確性。
• 輸入毛刺抑制：有效過濾輸入信號中的毛刺，避免誤觸發，提高系統的可靠性。
• 可調的復位超時時間：通過外部電容可調整復位超時時間，并且支持禁用該功能。
• 低靜態電流：僅44μA的靜態電流，降低了系統的功耗。
• 開漏輸出：OV和UV輸出為開漏形式，方便與其他電路進行連接。
• 寬電壓范圍保證：在(V_{CC} ≥1 V)時，能保證OV和UV功能的正常工作。
• 多種封裝形式：提供10引腳MSOP和(3mm × 3mm) DFN封裝，方便不同應用場景的選擇。

1.2 應用領域

LTC2913廣泛應用于臺式和筆記本電腦、網絡服務器等設備中，可用于核心電壓和I/O電壓的監測，確保系統在正常的電壓范圍內運行。

二、技術細節

2.1 絕對最大額定值

在使用LTC2913時，需要注意其絕對最大額定值，以避免對器件造成永久性損壞。例如，(V_{CC})的電壓范圍為–0.3V至6V，不同溫度等級的器件其工作溫度范圍也有所不同，如LTC2913C為0°C至70°C，LTC2913I為–40°C至85°C，LTC2913H為–40°C至125°C。

2.2 電氣特性

在電氣特性方面，LTC2913表現出了出色的性能。例如，(V{CC})的分流調節器電壓在不同條件下有明確的參數范圍，在(I{CC} = 5mA)時，典型值為6.6V；(V_{CC})的供電電流在2.3V至6V的電壓范圍內，典型值為44μA。同時，欠壓/過壓閾值為492 - 508mV，從欠壓/過壓閾值到輸出的延遲時間在50 - 500μs之間。

2.3 引腳功能

LTC2913的各個引腳都有其特定的功能：

• DIS（Pin 8，LTC2913 - 2）：用于禁用OV和UV輸出引腳，當該引腳拉高時，除了在欠壓鎖定（UVLO）條件下，OV和UV引腳不會被置位。
• LATCH（Pin 8，LTC2913 - 1）：用于OV鎖存清除/旁路輸入，低電平時OV被鎖存，高電平時OV鎖存被清除。
• OV（Pin 6）：過壓邏輯輸出，當任何一個VL輸入電壓高于閾值時，該引腳置低。
• UV（Pin 7）：欠壓邏輯輸出，當任何一個VH輸入電壓低于閾值時，該引腳置低。
• TMR（Pin 9）：復位延遲定時器，通過連接外部電容來設置復位延遲時間。
• (V_{CC})（Pin 10）：供電電壓引腳，需要使用0.1μF或更大的電容進行旁路。

三、設計與應用

3.1 電壓監測設計

在進行電壓監測設計時，可采用3 - 電阻電路配置。通過以下三個步驟可以確定合適的電阻值，以獲得所需的UV和OV觸發點：

1. 選擇(R_{A})以獲得所需的OV觸發點：(R{A}=left|frac{0.5 V}{I{n}} cdot frac{V{n}}{V{O V}}right|)
2. 選擇(R_{B})以獲得所需的UV觸發點：(R{B}=left|frac{0.5 V}{I{n}} cdot frac{V{n}}{V{U V}}right|-R_{A})
3. 選擇(R_{C})以完成設計：(R{C}=left|frac{V{n}}{I{n}}right|-R{A}-R_{B})

例如，對于一個5V ±10%的供電電壓監測，當標稱電流為10μA時，可計算出(R{A}approx 45.3k)，(R{B}cong 10.2k)，(R_{C}approx 442k)。

3.2 電源上電/下電

在電源上電過程中，當(V{CC})達到1V時，(overline{UV})輸出置低，OV輸出弱上拉至(V{CC})。當(V_{CC})高于2V（最大2.1V）時，VH和VL輸入開始起作用。

3.3 閾值精度

復位閾值精度在對電源敏感的系統中非常重要。LTC2913在整個工作溫度范圍內，所有輸入的相對閾值精度為±1.5%。同時，用于設置UV和OV觸發點的電阻精度也會影響觸發點的準確性。

3.4 毛刺抗擾性

為了避免監測的直流電壓上的噪聲導致誤復位，LTC2913在每個輸入的第一級比較器輸出端采用了低通濾波，有效過濾了毛刺信號，提高了系統的穩定性。

3.5 UV/OV定時

LTC2913具有可調的超時時間（(t{UOTO})），在所有故障清除后，可保持OV或UV輸出置位，確保監測電壓進入有效工作區域后有足夠的穩定時間。通過連接電容(C{TMR})到TMR引腳和地之間，可以調整超時時間，公式為(C{TMR }=t{UOTO } cdot 115 cdot 10^{-9}[ F / s])。

3.6 欠壓鎖定

當(V{CC})低于2V時，LTC2913進入欠壓鎖定（UVLO）狀態，此時(overline{UV})置低，(overline{OV})被清除并禁止置位。當(V{CC})高于2V時，UV按照欠壓條件的時序進行操作。

3.7 分流調節器

LTC2913內部具有分流調節器。當(V{CC})電壓不超過6V時，(V{CC})引腳作為直接供電輸入；當(V{CC})電壓高于6V時，需要在電源和(V{CC})引腳之間連接電阻(R_{Z})，以限制電流不超過10mA。

3.8 輸出特性

(overline{UV})和(overline{OV})輸出具有弱上拉到(V{CC})和強下拉到地的特性，這種配置允許這些引腳具有開漏輸出的行為，同時還具有其他有益的特性。在低(V{CC})時，建議在OV引腳使用不超過100k的外部上拉電阻。

3.9 輸出上升和下降時間估計

(overline{UV})和OV輸出具有較強的下拉能力，輸出下降時間（90%到10%）可通過公式(t{FALL } approx 2.2 cdot R{PD} cdot C{LOAD })進行估計；輸出上升時間（10%到90%）可通過公式(t{RISE} approx 2.2 cdot R{PU} cdot C{LOAD })進行估計。

3.10 OV鎖存（LTC2913 - 1）

當(overline{LATCH})引腳置低時，檢測到OV條件時(overline{OV})引腳鎖存低電平；當(overline{LATCH})引腳置高時，鎖存被清除。

3.11 禁用功能（LTC2913 - 2）

LTC2913 - 2可通過DIS引腳禁用UV和(overline{OV})輸出。當DIS引腳拉高時，無論輸入是否有故障，兩個輸出都將保持弱上拉狀態。但在UVLO條件下，(overline{UV})會置低，并且超時功能被旁路。

四、典型應用示例

4.1 雙路UV/OV電源監測

可用于同時監測5V和3.3V電源，通過合理配置電阻和電容，實現對電源電壓的精確監測和保護。

4.2 12V供電的電源監測

在12V供電系統中，通過連接適當的電阻(R_{Z})，可以使用LTC2913對5V和12V電源進行監測。

4.3 帶LED指示和手動復位按鈕的雙路UV/OV電源監測

結合LED指示燈和手動復位按鈕，可直觀地顯示電源的欠壓和過壓狀態，并提供手動復位功能。

五、相關產品推薦

Linear Technology還提供了一系列相關的電壓監測產品，如LTC1326、LTC1726等，這些產品在不同的應用場景中都有各自的優勢，可以根據具體需求進行選擇。

綜上所述，LTC2913是一款功能強大、性能出色的雙路電壓監測器，能夠為各種電子設備的電壓監測提供可靠的解決方案。在實際設計中，工程師們可以根據具體的應用需求，合理利用LTC2913的各項特性，確保系統的穩定運行。你在使用LTC2913或者其他電壓監測器時，遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區分享你的經驗和見解。