多功能電壓監(jiān)控芯片ADM2914：特性、原理與應(yīng)用詳解

在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中，電壓監(jiān)控是確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。今天，我們就來(lái)深入探討一款功能強(qiáng)大的電壓監(jiān)控芯片——ADM2914。

文件下載：ADM2914.pdf

芯片特性與應(yīng)用領(lǐng)域

ADM2914是一款四通道電壓監(jiān)控IC，具備諸多出色的特性，使其在眾多應(yīng)用場(chǎng)景中表現(xiàn)卓越。

特性亮點(diǎn)

• 多軌監(jiān)控：可同時(shí)監(jiān)控多達(dá)四條電壓軌，對(duì)正、負(fù)電壓的過(guò)壓（OV）和欠壓（UV）情況進(jìn)行精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)。
• 閾值可調(diào)：輸入閾值可調(diào)節(jié)，并且在寬溫度范圍內(nèi)能保持±1.5%的高精度。
• 參考輸出：提供1V緩沖參考輸出，在監(jiān)控負(fù)電壓時(shí)可作為偏移量使用。
• 低功耗：僅62μA的低供應(yīng)電流，有效降低了系統(tǒng)功耗。
• 抗干擾能力強(qiáng)：具備抗干擾能力，能有效抵御監(jiān)測(cè)電壓軌上可能出現(xiàn)的短瞬態(tài)干擾。
• 輸出靈活：開漏輸出的設(shè)計(jì)，方便進(jìn)行線或操作。

應(yīng)用領(lǐng)域

該芯片廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，如服務(wù)器電源監(jiān)控、FPGA/DSP核心及I/O電壓監(jiān)控、電信設(shè)備以及醫(yī)療設(shè)備等。

芯片結(jié)構(gòu)與工作原理

功能框圖與引腳配置

ADM2914采用16引腳QSOP封裝，不同型號(hào)（ADM2914 - 1和ADM2914 - 2）在引腳功能上略有差異。其功能框圖清晰地展示了各個(gè)模塊的連接關(guān)系，包括定時(shí)器、輸出邏輯、多路復(fù)用器等。每個(gè)被監(jiān)測(cè)的電壓軌都有兩個(gè)專用輸入引腳VHx和VLx，分別用于過(guò)壓和欠壓檢測(cè)。

工作原理

電壓監(jiān)控

芯片通過(guò)內(nèi)部電壓比較器，將VHx和VLx引腳的電壓與0.5V的參考電壓進(jìn)行比較，當(dāng)監(jiān)測(cè)電壓超出設(shè)定的閾值時(shí)，相應(yīng)的UV或OV輸出引腳會(huì)被拉低。內(nèi)部的欠壓比較器輸出連接到公共的UV輸出引腳，過(guò)壓比較器輸出連接到公共的OV輸出引腳。

極性配置

SEL引腳作為三態(tài)輸入引腳，可決定輸入3和輸入4的極性。通過(guò)將SEL引腳連接到GND、VCC或保持懸空，可以選擇三種不同的輸入極性配置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)正、負(fù)電壓的靈活監(jiān)測(cè)。

定時(shí)器功能

通過(guò)在TIMER引腳連接外部電容，可以編程設(shè)置復(fù)位超時(shí)延遲。當(dāng)所有監(jiān)測(cè)電壓軌的電壓超過(guò)閾值后，內(nèi)部定時(shí)器會(huì)使UV輸出在一段時(shí)間內(nèi)保持低電平，以確保所有被監(jiān)測(cè)的電源在啟動(dòng)后有足夠的時(shí)間穩(wěn)定。

關(guān)鍵參數(shù)與性能特性

規(guī)格參數(shù)

文檔中詳細(xì)列出了芯片在不同條件下的各項(xiàng)參數(shù)，包括分流調(diào)節(jié)器電壓、電源電壓、參考輸出電壓、欠壓/過(guò)壓閾值等。例如，在TA = -40°C至 +85°C的溫度范圍內(nèi)，參考輸出電壓VREF在0.985V至1.020V之間。

性能特性

通過(guò)一系列的圖表展示了芯片的典型性能特性，如輸入閾值電壓隨溫度的變化、電源電流隨溫度的變化、VCC分流電壓隨ICC的變化等。這些特性有助于工程師在不同的工作條件下準(zhǔn)確評(píng)估芯片的性能。

實(shí)際應(yīng)用案例

電壓監(jiān)測(cè)示例

以1V輸入和 - 12V輸入為例，詳細(xì)說(shuō)明了如何根據(jù)芯片的工作原理和公式計(jì)算電阻值，以設(shè)置合適的欠壓和過(guò)壓閾值。在1V輸入的情況下，通過(guò)選擇合適的電阻值，確保監(jiān)測(cè)閾值在規(guī)定的范圍內(nèi)，滿足應(yīng)用的精度要求。對(duì)于 - 12V輸入，考慮到負(fù)電壓監(jiān)測(cè)的特殊性，需要在計(jì)算電阻值時(shí)減去1V的參考電壓。

典型應(yīng)用電路

文檔中給出了多個(gè)典型應(yīng)用電路，包括監(jiān)測(cè)5V、3.3V、2.5V和1.8V電壓的電路，以及監(jiān)測(cè) +12V和 - 5V、+48V、+16V、 - 3.3V和 - 48V電壓的電路。這些電路示例為工程師在實(shí)際設(shè)計(jì)中提供了參考。

注意事項(xiàng)與設(shè)計(jì)建議

電源連接

VCC引腳可直接連接到最高6V的電壓軌，當(dāng)電源電壓超過(guò)6V時(shí)，需要使用降壓電阻將輸入電流限制在10mA以內(nèi)，以確保芯片的正常工作。

定時(shí)器電容選擇

為了實(shí)現(xiàn)合適的復(fù)位超時(shí)延遲，需要選擇合適的定時(shí)器電容。電容的最小取值為10pF，并且其泄漏電流應(yīng)小于1.3μA。如果需要繞過(guò)超時(shí)周期，可以將TIMER引腳連接到VCC。

過(guò)壓鎖存與禁用功能

ADM2914 - 1型號(hào)具有過(guò)壓鎖存功能，當(dāng)LATCH引腳拉低時(shí)，OV引腳會(huì)鎖存低電平；ADM2914 - 2型號(hào)具有禁用功能，當(dāng)DIS引腳拉高時(shí)，UV和OV輸出將被禁用。在使用這些功能時(shí)，需要注意相關(guān)的操作和可能出現(xiàn)的問(wèn)題，如在ADM2914 - 1型號(hào)中，上電時(shí)LATCH引腳保持低電平可能會(huì)導(dǎo)致誤報(bào)過(guò)壓情況，建議添加延遲電路解決。

ADM2914芯片憑借其豐富的功能、高精度的監(jiān)測(cè)能力和廣泛的應(yīng)用范圍，為電子工程師在電壓監(jiān)控設(shè)計(jì)中提供了一個(gè)可靠的解決方案。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師需要根據(jù)具體的需求和工作條件，合理選擇芯片的型號(hào)和配置，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。你在使用類似芯片時(shí)遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享。