超低功耗電壓檢測器ADM8641/ADM8642：設計與應用解析

在電子設備的設計中，電壓檢測是確保系統穩定運行的關鍵環節。尤其是在對功耗敏感的應用場景，如便攜式設備和能源計量系統中，一款低功耗、高精度的電壓檢測器至關重要。今天，我們就來深入了解一下Analog Devices公司的ADM8641和ADM8642這兩款超低功耗電壓檢測器。

文件下載：ADM8641.pdf

產品特性亮點

超低功耗

ADM8641和ADM8642具有超低的功耗，典型靜態電流 (I_{CC}) 僅為92 nA。這一特性使得它們非常適合用于電池供電的設備，能夠顯著延長電池的使用壽命。想象一下，在一個便攜式設備中，每一點功耗的降低都意味著更長的續航時間，這對于用戶體驗來說是非常重要的。

高精度電壓監測

這兩款器件提供了多種預調整的電壓監測閾值選項。ADM8641有10個選項，范圍從2 V到4.63 V；ADM8642有20個選項，范圍從0.5 V到1.9 V。并且，在整個溫度范圍內，閾值精度可達±1.3%。這種高精度的監測能力能夠確保對關鍵節點電壓的準確監控，為系統的穩定運行提供保障。

輸出控制靈活

它們都配備了輸出禁用輸入（DIS），典型傳播延遲為23 μs到26 μs。通過這個輸入，用戶可以在不考慮輸入狀態的情況下將輸出保持為低電平，增加了設計的靈活性。

抗干擾能力強

具備電源毛刺抗擾能力，在ADM8641的VCC引腳和ADM8642的VIN引腳都添加了輸入毛刺濾波器，能夠有效過濾掉電源快速瞬變引起的不必要輸出狀態變化。

小封裝設計

采用1.46 mm × 0.96 mm的WLCSP封裝，這種小巧的封裝形式非常適合對空間要求較高的應用，如便攜式設備和可穿戴設備。

寬工作溫度范圍

能夠在?40°C到+85°C的溫度范圍內正常工作，適應各種惡劣的環境條件。

應用領域廣泛

便攜式/電池供電設備

由于其超低功耗的特性，ADM8641和ADM8642非常適合用于各種便攜式設備，如智能手機、平板電腦、智能手表等。它們可以實時監測電池電壓，當電池電壓過低時及時發出警報，避免設備因電量不足而突然關機。

微處理器系統

在微處理器系統中，穩定的電源供應是保證系統正常運行的關鍵。這兩款電壓檢測器可以監測電源電壓，當電壓出現異常時，及時向微處理器發送信號，采取相應的保護措施，防止系統出現故障。

能源計量

在能源計量領域，需要對電壓進行精確的監測和測量。ADM8641和ADM8642的高精度電壓監測能力可以滿足這一需求，確保能源計量的準確性。

能量收集

能量收集系統通常需要對收集到的能量進行管理和監測。這兩款器件可以實時監測能量收集模塊的輸出電壓，當電壓達到一定閾值時，將能量存儲到電池或其他儲能設備中。

技術細節剖析

工作原理

ADM8641和ADM8642內部有一個精密的參考電壓源，用戶可以通過它準確地監測0.5 V到4.63 V的特定電壓水平。當監測的輸入電壓高于預設閾值時，輸出保持邏輯高電平；當輸入電壓低于閾值時，輸出變為邏輯低電平。此外，當VCC引腳的電源電壓低于欠壓鎖定（UVLO）閾值時，輸出將保持邏輯低電平。同時，輸出禁用輸入（DIS）可以獨立控制輸出狀態，無論輸入狀態如何，只要DIS引腳被拉低，輸出就會被強制為低電平。

電壓監測輸入

ADM8641的VCC引腳既作為設備的電源輸入節點，又作為電壓監測輸入節點。而ADM8642則使用單獨的引腳進行電源和電壓監測，這樣可以實現低至0.5 V的電壓監測閾值。為了保證設備的穩定運行，建議在VCC引腳和GND引腳之間放置一個0.1 μF的去耦電容。在電源上電時，如果VCC的上升斜率過快（在μs范圍內），可能會導致設備出現異常。因此，在可能出現高斜率VCC的應用中，如使用電池組供電時，建議使用RC濾波器來降低斜率，經過測試，3.3 kΩ + 2.2 μF和1 kΩ + 10 μF的RC組合是安全的選擇。

VIN作為可調輸入

由于VIN引腳的低泄漏特性，ADM8642可以作為一個具有可調閾值的設備使用。通過外部電阻分壓器電路，可以根據VIN閾值來編程所需的電壓監測閾值。

輸出特性

兩款器件都采用開漏輸出。對于ADM8641，當VCC上升到0.9 V以上時，輸出狀態保證有效；對于ADM8642，當 (V_{CC}=0.9 ~V) 到設備退出ULVO時，輸出保證為邏輯低電平。當監測電壓低于相關閾值時，OUT引腳在23 μs到26 μs（典型）后變為低電平；當監測電壓高于閾值加上滯后值時，OUT引腳在36 μs到39.5 μs（典型）后變為高電平。

禁用輸入

ADM8641/ADM8642的禁用輸入（DIS）有一個0.6 M的內部上拉電阻，當未連接時輸入始終為高電平。要驅動DIS輸入，可以使用外部信號或按鈕開關接地，芯片內部集成了去抖電路。DIS輸入具有噪聲抗擾能力，能夠忽略高達0.4 μs（典型）的快速負向瞬變。如果需要，在DIS引腳和地之間連接一個0.1 μF的電容可以提供額外的噪聲抗擾能力。

選型與訂購

器件型號選項

ADM8641和ADM8642有多種器件選項，但并非所有選項都作為標準型號出售。標準型號在訂購指南中列出，簡單復位監控IC頁面也提供了標準型號列表。如果需要了解非標準型號的信息，需要聯系銷售代表，并且要注意樣品和生產單位的交貨時間較長。

訂購代碼結構

訂購代碼的結構為ADM864 T _ ACBZ - R7，其中“”代表通用編號（1或2）和閾值編號（050到463），Z表示無鉛，A表示溫度范圍為?40°C到+85°C，CB表示WLCSP封裝，R7表示7英寸卷帶包裝（3000件）。

訂購指南示例

在實際設計中，電子工程師需要根據具體的應用需求，綜合考慮器件的特性、參數和成本等因素，選擇合適的型號。同時，要注意器件的使用環境和條件，確保其能夠穩定可靠地工作。你在使用類似電壓檢測器的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區分享你的經驗和見解。