具有可編程輸出延時的LM8365典型應用電路設(shè)計

應用于STM32ARM芯片中，作用是監(jiān)視供電電壓，在供電電壓下降到給定的閥值以下時，產(chǎn)生一個中斷，通知軟件做緊急處理。當供電電壓又恢復到給定的閥值以上時，也會產(chǎn)生一個中斷，通知軟件供電恢復。電源監(jiān)控在STM32芯片中起著關(guān)鍵作用，確保系統(tǒng)在電源電壓異?；虿环€(wěn)定時能夠進行適當?shù)奶幚恚苑乐箶?shù)據(jù)損壞或系統(tǒng)崩潰。以下是幾種常見的電源監(jiān)控功能：

POR/PDR監(jiān)控器(上電/掉電復位)：用于檢測芯片的上電和掉電情況，并在檢測到這些事件時執(zhí)行相應的復位操作，以確保芯片處于可靠的初始狀態(tài)。

PVD監(jiān)控器(可編程電壓檢測器)：監(jiān)控芯片的供電電壓(通常為VDD)，并在電壓低于或高于特定閾值時觸發(fā)相應的中斷或復位。這有助于防止芯片在電壓異常情況下工作，從而保護系統(tǒng)免受損壞。

BOR監(jiān)控器(欠壓復位)：在供電電壓低于特定閾值時觸發(fā)復位操作，以確保系統(tǒng)在電源電壓不足時不會工作，從而避免不可預測的行為或數(shù)據(jù)損壞。

AVD監(jiān)控器(模擬電壓檢測器)：監(jiān)控芯片的模擬供電電壓(通常為VDDA)，以確保模擬電路的穩(wěn)定性和正確性。

VBAT閾值(電池電壓閾值)：用于監(jiān)控備用電池(VBAT)的電壓，并在電壓低于或高于特定閾值時觸發(fā)相應的中斷或處理操作。這對于依賴備用電池的應用非常重要，例如實時時鐘(RTC)功能。

溫度閾值(溫度檢測器)：監(jiān)控芯片的結(jié)溫，并在溫度超過或低于特定閾值時觸發(fā)相應的中斷或處理操作。這有助于防止芯片在極端溫度條件下工作，從而保護系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

這些電源監(jiān)控功能可以根據(jù)具體的應用需求進行配置和使用，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。PWR簡介

PWR(Power Control) 電源控制

PWR負責管理STM32內(nèi)部的電源供電部分，可以實現(xiàn)可編程電壓檢測器和低功耗模式的功能

可編程電壓檢測器(PVD) 可以監(jiān)控VDD電源電壓，當VDD下降到PVD閾值以下或上升到PVD閾值之上時，PVD會觸發(fā)中斷，用于執(zhí)行緊急關(guān)閉任務

低功耗模式包括睡眠模式(Sleep)、停機模式(Stop)和待機模式(Standby)，可在系統(tǒng)空閑時，降低STM32的功耗，延長設(shè)備使用時間

在本系列的第一部分中，我定義了電壓檢測器和監(jiān)控器/復位IC，并解釋了不同的輸出類型及一些基本設(shè)備。由于設(shè)計變得更加復雜，可能需要更高級的設(shè)備來成功監(jiān)視電壓。在本期中，我將重點介紹電壓檢測器和監(jiān)控器/復位IC中的各種功能，以幫助設(shè)計人員選擇正確的電路。

可編程輸出延遲

電壓監(jiān)控器與電壓檢測器不同，其通常使用外部電容器具有可編程輸出延遲，使其變得極其靈活。它們可用于正確排序現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)應用中多個電源，或防止系統(tǒng)故障。當電源電壓上升到電壓閾值(加上滯后，若適用)，這通常會觸發(fā)設(shè)備“取消標記”復位信號并使系統(tǒng)從復位狀態(tài)返回。然而，由于存在由延遲電容器(CD)產(chǎn)生的延遲，因此在復位信號取消標志之前，電壓必須保持高于電壓閾值及指定時間延遲的滯后。這可防止系統(tǒng)過早地從復位狀態(tài)返回。

可編程輸出延遲有時稱為可編程復位超時周期。直接連接到延遲引腳(有時稱為CD或SRT)的陶瓷芯片電容器通常足以實現(xiàn)穩(wěn)定、良好定義的輸出延遲。如圖1所示，LM8365具有可編程輸出延遲。

圖1：具有可編程輸出延時的LM8365典型應用電路

當輸入電壓下降到復位閾值以下時，復位引腳降低。當輸入電壓上升到閾值以上時，在復位引腳恢復之前存在延遲。通過增加電容器(CD)，延遲增加。

手動復位

在特定持續(xù)時間(通常為微秒量級)內(nèi)，當手動復位(MR)引腳低于手動復位閾值(VMRT)時，手動復位輸入會時強制復位。只要MR引腳保持低電平，復位引腳將持續(xù)有效。MR高于VMRT后，該引腳在復位超時周期到期后釋放。當用戶需要重置時，此功能對微處理器應用程序非常有用。它還可用于需要在檢測到低于主電源電壓的低電壓時進行復位的應用。手動復位可以完全控制復位，而非只觸發(fā)低電源電壓。

電源故障輸入

一些電壓檢測器和監(jiān)控器/復位IC會額外輸入電源故障警告，以監(jiān)控除主電源之外的電源。此附加輸入在希望在實際故障發(fā)生之前，檢測電源是否發(fā)生故障的系統(tǒng)中很有用。閾值可隨不同設(shè)備變化，但典型閾值為內(nèi)部基準電壓1.225V。若電源故障輸入(PFI)引腳低于電源故障電壓閾值(VPFT)，則電源故障輸出(PFO)降低。

通常來講，受到連接到主電源的分壓器的驅(qū)動，電源失效比較器指示電源不斷下降。在主電源電壓下降到低于復位閾值之前，PFI的電壓低于VPFT幾毫秒，其會提前發(fā)出欠壓警報。 PFI引腳還可連接到MR引腳，以強制用于電壓檢測器的低輸出信號或用于監(jiān)控器/復位IC的復位。

看門狗定時器

帶有看門狗定時器的電壓檢測器和監(jiān)控器/復位IC等待看門狗輸入(WDI)引腳上的信號活動。若監(jiān)視器未在看門狗窗口內(nèi)檢測到信號，則復位觸發(fā)。您可使用外部電容器編程此窗口，使看門狗窗口變得更為靈活。

看門狗定時器通常用于安全關(guān)鍵應用或處理器監(jiān)視。若微處理器在一定持續(xù)時間內(nèi)未激活，則需要復位。若微處理器不能正常工作，此功能可防止系統(tǒng)繼續(xù)運行。

低壓線路輸出

當電源電壓下降到高于復位閾值的值時，此初期電源故障警告指示燈變?yōu)榈碗娖?。指示器觸發(fā)大約高于復位閾值2%，以指示低功率，而且不會導致復位。

圖3所示為LM3710的示例應用電路;而圖4所示為一個示例時序圖，其中包含了我到目前為止所討論的功能示例。

圖3：LM3710應用電路

除了標準復位外，LM3710還具有手動復位、電源故障輸入、看門狗定時器和低電平輸出，使其成為一個極其靈活的設(shè)備用于眾多應用。上圖3所示的應用電路使用R1和R2作為連接到VIN2的分壓器，以設(shè)置電源故障復位閾值，從而監(jiān)視第二個電源。若第二個電源電壓低于電源故障復位閾值，PFI引腳將為低電平，因此PFO引腳也將下降為低電平。由于該引腳連接到MR引腳，復位將觸發(fā)。

若WDI引腳上的看門狗窗口內(nèi)未檢測到活動，也會發(fā)生復位。WDI引腳可以連接到微處理器，通過微處理器發(fā)送間歇脈沖來檢測它是否仍然正常工作。若VCC的電源電壓降至復位電壓閾值的約2%以內(nèi)，則低壓線路輸出(LLO)引腳則降為低電平。例如，LLO引腳可以連接到微處理器進行檢測。當LLO引腳變?yōu)橛性磿r，發(fā)送到微處理器的信號可以引起一些其它動作，例如向另一個設(shè)備發(fā)送信號或LED閃爍或向用戶發(fā)出一些其他警報。

圖4：LM3710的電源故障和手動復位的時序圖示例

圖4中的時序圖所示為監(jiān)控第二電壓輸入(VIN2)的示例。當連接到PFI引腳的VIN2變?yōu)榈碗娖綍r，PFO引腳下降為低電平，導致MR引腳下降到低電平，然后觸發(fā)復位。有多種方法可以使用電源故障和手動復位功能，因此可由您來決定您的應用需求。

閱讀本博文系列的第1部分和第2部分后，您應該會了解電壓檢測器和電壓監(jiān)控器/復位IC之間的細微差別及可用的各種功能。有無數(shù)的應用需要檢測超過設(shè)定電壓閾值的電源電壓，并由設(shè)計人員決定接下來會發(fā)生什么。例如，當電池電量低時，您是否希望系統(tǒng)閃燈或打開揚聲器或關(guān)閉電路中的其他設(shè)備?您希望用戶能夠按下按鈕來觸發(fā)相同的條件或其他條件嗎?您想要在不同的閾值監(jiān)測多個電壓嗎?當選擇電壓檢測器或監(jiān)控器/復位IC時，首先確定您要做什么以及需要什么功能，然后可以按照特定規(guī)格，封裝，成本等確定所需設(shè)備。