I2带EEPROM的C可编程多通道电压监控器

LTC®2933 和 LTC2936 是 6 通道 I 2带EEPROM的C/SMBus可编程电压监控器。表 1 显示了凌力尔特广泛的可编程电压监控器和电力系统管理器系列。LTC2933 和 LTC2936 非常适合于需要准确电源过压 （OV） 和欠压 （UV） 检测的多轨系统。

 

	LTC2933	LTC2936	LTC2970	LTC2974	LTC2975	LTC2977	LTC2978	LTM2987
序列				✓	✓	✓	✓	✓
修剪和边距			✓	✓	✓	✓	✓	✓
监督	✓	✓	✓	✓	✓	✓	✓	✓
监视遥测			✓	✓	✓	✓	✓	✓
管理故障			✓	✓	✓	✓	✓	✓
创建故障日志	✓	✓		✓	✓	✓	✓	✓
通道数	6	6	2	4	4	8	8	16
自主操作	✓	✓		✓	✓	✓	✓	✓
LTpowerPlay GUI 支持	✓	✓		✓	✓	✓	✓	✓
PMBus 兼容命令集				✓	✓	✓	✓	✓
包	5×4 DFN	4×5 QFN	4×5 QFN	9×9 QFN	9×9 QFN	9×9 QFN	9×9 QFN	15×15 BGA

 

无与伦比的多功能性

以下功能可以通过 I 进行配置、读取、修改和存储在板载 EEPROM 中。2C/SMBus 接口：

六个输入中的每一个都有两个电压阈值

比较器极性和映射到 GPIO 引脚

GPIO 模式、极性和延迟

GPI 模式、极性和到 GPIO 引脚的映射

比较器输出映射到专用比较器输出引脚 （仅限 LTC2936）

我2C/SMBus 写保护

第一个故障快照

每个通道的阈值设置可在多个电压范围内编程，每个范围具有 256 个设置（参见表 2 和表 3）。可编程性消除了针对不同阈值电压或其他功能组合鉴定、采购或库存独特器件的需要。

 

	V1 版		V2–V6
范围	高	中等	中等	低	精度
限制	2.5V–13.9V	1V–5.8V	1V–5.8V	0.5V–3V	0.2V–1.2V
步长	50mV	20mV	20mV	10mV	4mV

	V1–V6
范围	中等	低	精度
限制	1V–5.8V	0.5V–3V	0.2V–1.2V
步长	20mV	10mV	4mV

 

上电后发生的第一个故障的快照存储在EEPROM中，可用于调试复杂系统中的电源故障。这些器件还会在易失性存储器中记录后续故障。瞬时状态和故障历史记录都可以通过 I 远程访问2C/SMBus 接口。

故障和输入信号的各种组合可以映射到任何通用输入-输出（GPIO）引脚，从而为应用设计提供了灵活性。GPIO引脚也可以编程为充当SMBus ALERT输出。LTC2936 具有 6 个专用比较器输出 （CMPn），可用于简单的排序应用。

通用输入 （GPIn） 引脚上的一对附加辅助比较器具有 500mV 预设阈值和可编程极性。这些辅助比较器的输出可以映射到任何 GPIOn 引脚，从而允许器件监控多达 8 个输入。GPIn 引脚还可配置为屏蔽任何 UV 故障 （UVDIS）、屏蔽 UV 和 OV 故障 （MARG）、充当手动复位输入 （MR） 或对器件进行写保护 （仅 WP、LTC2936）。OV和UV故障的屏蔽可用于排序或电源裕量调节。

一个精确的线性稳压器输出 （3.3V ± 2.5%） 可用作基准电压，用于将负电源轨电平转换到器件可监控的范围内。高输入阻抗精度范围可在输入电流小于 10nA 的情况下实现此功能。此模式可在 LTC2933 的 V5 和 V6 以及 LTC2936 的所有输入上使用。

LTC2933 自动选择施加在通道 V1–V4 上的最高电压作为电源电压。当多轨系统中多个电源轨可能发生故障时，这提高了系统可靠性。LTC2936 采用一个专用电源输入。该输入可由一个外部 3.3V 稳压器或 3.4V 至 13.9V 电源驱动。

阈值精度

在大多数应用中，电源电压必须保持在相对较窄的容差范围内。监控器可以保证的有效公差是阈值设置分辨率和比较器精度的函数。LTC2933 和 LTC2936 提供了多个阈值范围，每个范围具有 256 个阈值设置。通过选择包含被监控电源电压预期变化的最小范围，可以将阈值设置分辨率引起的误差降至最低。这些器件还保证在广泛的阈值设置范围内具有小于1%的阈值误差。

图1.典型应用。

防止误报

当被监控的电压轨上存在过多的噪声时，可能会发生监控器的错误触发。为了处理这种噪声，LTC2933 和 LTC2936 在内部对这些瞬变进行滤波。此外，GPIOn 引脚可配置为具有高达 1.6s 的输出延迟，这也可用于屏蔽电源上的瞬变。

连接多个漏极开路输出

LTC2933 和 LTC2936 的 GPIOn 输出可配置为满足多种应用的需要。出厂默认输出类型为低电平有效、漏极开路输出。在有线OR配置中，多个设备可以将线路拉低，从而允许单条线路传输来自多个管理引擎的故障信息。

如果配置为 ALERT 输出，则此功能可用于允许 SMBus 主设备通过使用警报响应地址 （ARA） 协议访问所有从设备来确定哪个设备触发了警报。只有断言 ALERT 的从设备通过将其地址发送到 SMBus 主设备并释放 ALERT 线路来确认 ARA。当多个设备同时断言 ALERT 时，将发生返回地址的仲裁，最低地址赢得仲裁。通过读取 ARA 地址，直到所有设备释放 ALERT 行，可以获得设备地址列表，SMBus 主站可以采取进一步操作。

手动复位

任何 GPIn 引脚均可设置为低电平有效手动复位输入。此输入可以映射到任何 GPIOn 引脚，以强制复位或触发中断。可编程输出延迟时间可用于保证最小复位脉冲宽度。

手动复位输入也可以配置为清除易失性存储器中的故障历史记录，并在EEPROM中重新启用故障快照。这允许完全按钮系统复位。

保证金

设计鲁棒系统通常涉及某种形式的电源裕量。LTC2933 和 LTC2936 具有允许电源电压超出其正常容差的模式，方法是将一个 GPI n 引脚配置为裕量 （MARG） 或 UV 禁用 （UVDIS） 输入，并在系统裕量测试期间将 GPIn 引脚拉低。MARG模式忽略比较器检测到的OV和UV故障，而UVDIS模式仅忽略比较器的UV故障。

写保护

LTC2933 和 LTC2936 具有写保护功能，可防止意外 I2C/SMBus 写入用户配置。通过设置锁定位，将忽略对任何用户配置命令的写入。要解锁器件，必须写入用户可配置的 14 位解锁密钥。此外，LTC2936 提供了一个硬件写保护输入作为 GPIn 引脚的配置选项之一。

I2C/SMBus 接口

LTC2933 和 LTC2936 是 I2C/SMBus 发送/接收仅限从属设备。LTC2933 能够响应三个地址之一，具体取决于地址选择引脚是接地、浮动还是连接至 VDD33 电源引脚（表 4）。所有 LTC2933 器件均响应全局地址0x1B （7 位）/0x36 （8 位），而与地址选择引脚无关。

 

阿塞尔	0	高-Z	1
7 位地址	0x1C	0x1D	0x1E
8 位地址	0x38	0x3A	0x3C

 

LTC2936 具有两个三元地址选择引脚，因而能够响应 9 个不同的地址（表 5）。所有 LTC2936 器件均响应全局地址0x73 （7 位）/0xE6 （8 位），而与地址选择引脚无关。

 

ASEL0	0	高阻	1	0	高阻	1	0	高阻	1
ASEL1	0	0	0	高阻	高阻	高阻	1	1	1
7 位地址	0x50	0x51	0x52	0x53	0x54	0x55	0x58	0x59	0x5A
8 位地址	0xA0	0xA2	0xA4	0xA6	0xA8	0xAA	0xB0	0xB2	0xB4

 

比较器、GPI n 引脚和 GPIOn 引脚的所有阈值电压和配置均可通过 I 进行编程和回读2C/SMBus 接口。该接口还可用于读取当前状态、读取故障快照、清除易失性故障历史记录以及存储和恢复EEPROM中的配置。

应用

负电源监视器

图 2 示出了如何配置 LTC2933 以监视一个负电源轨。一个来自 VDD33 的分压器用于将负电源电平转换至 LTC2933 的输入范围。应使用精密输入范围，以最小化V5引脚漏电流引起的误差。

图2.负电源监视器。

五电源上电时序控制器

图 3 示出了如何使用 LTC2936 专用比较器输出在上电时按顺序使能 DC/DC 转换器。该系统由12V电源供电，该电源也受到监控。

图3.五电源上电时序控制器。

当按下该按钮时，LTC2950-1 通过将其 RUN 引脚调高来接通 LTM4600。LTM4600 产生一个 5V 中间电源轨，该电源轨为其他四个 DC/DC 转换器供电。当V1上达到编程UV门限时，CMP1输出变为高电平，使能3.3V电源。当V2上达到编程UV门限时，CMP2输出变为高电平，使能2.5V电源。一旦所有转换器都使能且功率良好，CMP5就会变为高电平，向系统发出信号，表明时序已完成。GPIO1 配置为在 CMP5 之后变为高电平 6.4ms，从而禁用 LTC2950-1 的 KILL 输入。

如果 LTC2950-1 的 KILL 输入在初始上电后的 512ms 内未变为高电平，则 LTC2950-1 通过将 LTM4600 RUN 引脚拉低来停用电源。此外，如果外部 12V 电源降至其 UV 门限以下（如在 V6 上测量的那样），则 CMP6 和 GPIO2 变为低电平，从而导致 LTC2950-1 使 LTM4600 失效。

结论

LTC2933 和 LTC2936 是对凌力尔特电压监控器和电源系统管理器产品组合的补充。它们是简单而灵活的电力系统监控的理想选择，并提供可编程性、多功能功能和准确的监控。

审核编辑：郭婷