MAX16041/MAX16042/MAX16043：多電壓監控與排序電路的理想之選

在電子設計領域，對于多電壓系統的監控和排序是一個關鍵環節。Maxim Integrated推出的MAX16041/MAX16042/MAX16043系列產品，為多電壓系統的設計提供了強大而靈活的解決方案。今天，我們就來深入了解一下這三款產品。

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產品概述

MAX16041/MAX16042/MAX16043是采用小型薄型QFN封裝的雙/三/四電壓監控器和排序器。它們具有極大的設計靈活性，允許通過邏輯輸入選擇固定和可調閾值，并通過小型外部電容器提供序列定時，適用于各種多電壓應用。

產品特性

1. 多電壓監控與排序

• 監控電壓數量：MAX16041可監控2個電壓，MAX16042可監控3個電壓，MAX16043可監控4個電壓。
• 獨立輸出：每個監控輸入都有獨立的開漏輸出，能夠支持高達28V的電壓，可與各種DC - DC穩壓器的關斷和使能輸入接口。
• 復位功能：具備推挽式復位功能，只有在所有獨立監控的電壓超過其閾值后才會釋放復位信號。復位超時時間可以內部固定或外部調整。

2. 寬工作電壓范圍

工作電壓范圍為2.2V至28V，能適應多種電源環境。

3. 精確的閾值監控

• 固定閾值：為3.3V、2.5V、1.8V、1.5V和1.2V系統提供固定閾值。
• 可調閾值：可精確監控低至0.5V的電壓，精度可達1.5%。

4. 靈活的延遲設置

具有固定（最小140ms）/電容可調的延遲定時功能，可根據實際需求進行調整。

5. 豐富的邏輯控制

• 使能輸入：每個監控電壓都有獨立的使能輸入，可獨立關閉電源良好輸出。
• 閾值選擇：提供9種邏輯可選的閾值選項，可通過兩個閾值選擇邏輯輸入進行選擇。
• 手動復位和容差選擇：具備手動復位和5%/10%容差選擇輸入。

6. 小型封裝與寬溫度范圍

采用4mm x 4mm TQFN封裝，體積小巧。工作溫度范圍為 - 40°C至 + 125°C，能適應惡劣的工作環境。

應用領域

• 多電壓系統：為復雜的多電壓系統提供監控和排序功能。
• DC - DC電源：確保DC - DC電源的穩定運行。
• 服務器/工作站：保障服務器和工作站的電源安全。
• 存儲系統：為存儲系統的電源管理提供支持。
• 網絡/電信設備：滿足網絡和電信設備對電源監控和排序的需求。

引腳配置與功能

1. 電源引腳

• VCC：電源電壓輸入，連接2.2V至28V的電源電壓為設備供電。當VCC低于欠壓鎖定（UVLO）閾值時，所有輸出為低電平。對于噪聲較大的系統，需用0.1μF電容將VCC旁路至GND。

  2. 監控輸入引腳

• IN1 - IN4：監控輸入引腳。當輸入電壓超過其閾值時，相應的輸出在電容可調的延遲周期后變為高電平；當輸入電壓低于閾值時，輸出在傳播延遲后變為低電平。

  3. 使能輸入引腳

• EN1 - EN4：高電平有效邏輯使能輸入。將其驅動為低電平會使相應的輸出變為低電平，無論輸入電壓如何；驅動為高電平可啟用監控比較器。

  4. 閾值選擇引腳

• TOL：閾值容差輸入。連接到GND可選擇比標稱值低5%的閾值，連接到VCC可選擇比標稱值低10%的閾值。
• TH1、TH0：閾值選擇輸入，可與VCC或GND連接，或保持開路，與TH0配合選擇輸入電壓閾值選項。

  5. 輸出引腳

• OUT1 - OUT4：開漏輸出。當相應的IN_輸入電壓低于其指定閾值或EN_變為低電平時，OUT_變為低電平；當EN_為高電平且VIN高于其閾值時，OUT_在延遲后變為高電平。
• RESET：低電平有效復位輸出。當任何監控電壓低于其閾值、任何EN_變為低電平或MR被置位時，RESET置為低電平；在所有監控電壓超過其閾值、所有EN_為高電平、所有OUT_為高電平且MR釋放后，RESET在復位超時期間保持低電平。

  6. 電容調節引腳

• CRESET：電容可調復位延遲輸入。連接外部電容到GND可設置復位超時時間，連接到VCC可使用默認的140ms最小復位超時時間，保持開路可使用內部傳播延遲。
• CDLY1 - CDLY4：電容可調延遲輸入。連接外部電容到GND可設置IN_到OUT_的延遲周期，保持開路可使用內部傳播延遲。

電氣特性

1. 電源相關特性

• 工作電壓范圍：2.2V至28V。
• 欠壓鎖定：UVLO閾值為1.8V - 2.0V，滯回為50mV。
• VCC電源電流：根據不同的VCC電壓和輸出狀態有所不同，例如VCC = 3.3V時，典型值為40μA。

  2. 輸入特性

• 輸入閾值：提供多種固定和可調閾值選項，可根據TOL引腳的連接選擇不同的容差。
• 輸入滯回：輸入上升時的滯回為0.5%。
• 輸入電阻：固定閾值時為500 - 918kΩ。
• 輸入電流：可調閾值時，當VIN_ = 1V，輸入電流為 - 100nA至 + 100nA。

  3. 輸出特性

• 輸出低電壓：根據不同的VCC和灌電流大小，輸出低電壓有所不同，例如VCC ≥ 1.2V，灌電流為90μA時，輸出低電壓最大為0.3V。
• 輸出高電壓：推挽輸出時，VCC ≥ 3V，拉電流為500μA時，輸出高電壓為0.8 x VCC。
• 輸出泄漏電流：開漏輸出未置低時，輸出泄漏電流最大為1μA。

  4. 復位特性

• 復位超時周期：當CRESET = VCC，VCC = 3.3V時，復位超時周期為140 - 260ms。

  5. 時序特性

• IN_到OUT_傳播延遲：IN_上升且CDLY_開路時，傳播延遲典型值為35μs；IN_下降且CDLY_開路時，傳播延遲典型值為20μs。
• IN_到RESET傳播延遲：CRESET開路，IN_下降時，傳播延遲典型值為35μs。
• EN_或MR干擾抑制：典型值為280ns。
• EN_到OUT_延遲：從設備使能到禁用的延遲典型值為3μs，從設備禁用到使能（CDLY_開路）的延遲典型值為30μs。
• MR到RESET延遲：MR下降時，延遲典型值為3μs。

應用信息

1. 閾值容差選擇

通過TOL引腳可選擇5%或10%的閾值容差，連接TOL到GND選擇比標稱值低5%的閾值，連接到VCC選擇比標稱值低10%的閾值。

2. 可調輸入設置

對于可調閾值輸入，可通過連接電阻分壓器網絡來設置閾值電壓。計算公式為： [V{INTH}=V{TH} timesleft(1+frac{R 1}{R 2}right)] 其中，VTH為可調閾值電壓，可根據TOL引腳的連接選擇不同的值。選擇合適的外部電阻需要在精度和功耗之間進行平衡，因為輸入泄漏電流會影響閾值電壓的準確性，使用較低阻值的電阻可減少誤差，但會增加電阻的功耗。

3. 未使用輸入處理

將任何未使用的IN_和EN_輸入連接到VCC。

4. OUT_輸出

開漏輸出需要外部上拉電阻，上拉電壓范圍為0至28V。輸出狀態根據EN_和VIN的狀態而定，當VCC低于UVLO閾值時，所有輸出為低電平。

5. RESET輸出

RESET輸出在任何監控電壓低于閾值、任何EN_變為低電平或MR被置位時置為低電平，在所有條件滿足后，在復位超時期間保持低電平。

6. 可調復位超時周期

通過連接CRESET到VCC可使用內部固定的復位超時時間（最小140ms），也可通過連接電容到GND來調整復位超時時間。計算公式為： [t{RP}=frac{V{TH-RESET }}{I{CH-RESET }} × C{CRESET }+30 × 10^{-6}]

7. 可調延遲

當VIN高于VTH且EN_為高電平時，內部250nA電流源開始對連接在CDLY_到GND的外部電容充電，當CDLY_電壓達到1V時，OUT變為高電平。延遲時間計算公式為： [t{DELAY }=frac{V{TH-CDLY }}{I{CH-CDLY }} × C_{CDLY}+35 × 10^{-6}]

8. 手動復位輸入

MR為低電平時，RESET置為低電平，在MR返回高電平后，RESET在復位超時期間保持低電平。MR輸入有500nA的內部上拉電阻，若不使用可保持未連接狀態。可通過連接常開瞬時開關到GND實現手動復位功能，無需外部去抖電路。在噪聲環境中，可連接0.1μF電容到GND以提供額外的抗噪能力。

9. 上拉電阻值

開漏輸出的上拉電阻值并非關鍵，但需要考慮在設備灌電流時確保正確的邏輯電平。例如，當VCC = 2.25V，上拉電壓為28V時，上拉電阻應大于56kΩ；當VCC = 12V時，上拉電阻應大于24kΩ。

10. 電源旁路

設備工作電壓范圍為2.2V至28V，當VCC低于UVLO閾值時，所有輸出為低電平。對于噪聲較大的系統或VCC上有快速上升的瞬態信號，應在VCC和GND之間靠近設備處連接0.1μF陶瓷電容，以提供更好的抗噪和抗瞬態能力。

11. 確保VCC降至0V時的有效復位輸出

當VCC降至1.2V以下時，輸出灌電流能力下降。為確保VCC降至0V時輸出有效，可在RESET和GND之間連接100kΩ電阻。

典型應用電路

1. 多輸出排序應用

MAX16042可配置為多輸出排序應用，通過合理設置監控輸入和輸出，實現對多個電壓的有序監控和排序。

2. 電源排序應用

MAX16043可用于使用n溝道MOSFET的電源排序應用，利用n溝道MOSFET的低導通電阻特性，降低MOSFET上的損耗。

總結

MAX16041/MAX16042/MAX16043系列產品以其豐富的功能、靈活的配置和良好的性能，為多電壓系統的設計提供了全面的解決方案。無論是在監控精度、延遲設置還是邏輯控制方面，都能滿足工程師的各種需求。在實際應用中，工程師們可以根據具體的設計要求，合理選擇和配置這些產品，以實現高效、穩定的多電壓系統。你在使用這類多電壓監控和排序電路時，遇到過哪些挑戰呢？歡迎在評論區分享你的經驗。