全面梳理电压检测器的定义、使用技巧和工作原理知识点

什么是电压检测器？如何使用电压检测器？

电压检测器是用于监控电源线的电压，当低于或高于设定电压时输出检测信号的IC。还可把电压检测器称为VD（Voltage Detector）、复位IC、监督器等。

基本的电压检测器输入（监控电压）与输出的关系如下所示。

监控电压	输出
释放电压以上 （检测电压+迟滞）	“H”
检测电压以下	“L”

※ 检测时“L”输出产品 (Active”L”)

电压检测器的用途

1、监控电池、电源电压

通过电压检测器对供电线路进行监控。如果电源线电压异常，则向后续的元件输出信号。通过向后续元件传达异常状态，可以进行判断异常状态或使系统停止运行。

此外还用于监控电池的电压。通过用电压检测器检测电池电压下降，可以用于表示系统停止运行或电池电压的下降状态。

2、MCU复位/上电复位（POR：Power On Reset）

为MCU设定了工作电压范围。

用电压检测器进行监控MCU的电源线，当电源线的电压达到工作电压以下时，为了使MCU停止工作而输出复位信号。此外，为了在确保电源线接通后使MCU开始运行，也需要灵活运用电压检测器。

3、电源顺序控制

一部分MCU及模块需要主电源和核心电源等多个电源。根据元件不同规定了各个电源的启动和下降的顺序。用电压检测器进行监控电源线，在某个电源线启动、下降之后，使下一个电源能启动、下降。

由此可以轻松创建电源序列。

电压检测器的工作原理

本节介绍在各种工作状态下电压检测器的内部电路和工作原理。   以电压检测器进行检测时的”L”输出、N沟开漏输出、监控电压=输入电压为例，说明各种工作状态下的原理。

A) 释放状态 (检测电压 < 输入电压)

当输入电压比设定的检测电压高时，通过比较器、反相器使输出驱动器FET成为OFF(Hi-Z)。

因为输出驱动器FET为OFF，RESETB端电压成为上拉电压并输出 "H"。

在释放状态下，因为使电阻R3短路的FET为OFF，检测电压由R1、R2、R3的电阻决定。

A) 检测前状态（=释放状态）

・RESETB端输出“H”⇒释放状态

・用 R1、R2 和 R3 设置检测电压

    检测电压 = VREF × (R1+R2+R3) / (R2+R3)

B) 释放状态 → 检测状态

当输入电压下降，达到检测电压以下时，比较器的输出逻辑反相。比较器输出逻辑反相，使得输出驱动器FET为ON，RESETB电压端降低到0V，成为”L”输出。

B) 当VIN下降到检测电压时

・比较器根据R1、R2和R3设置的值进行反相。

→整个电路逻辑反相，RESETB引脚反相为“L”

C) 检测状态 (输入电压 < 检测电压)

在检测状态（输入电压比检测电压低），使电阻R3短路的FET为ON。因为这个FET为ON，释放电压由R1和R2的电阻决定。

因为使电阻R3短路的FET为ON，检测电压与释放电压之间就会出现差值，把这个电压差称为滞后宽度。

C) 检测状态

・RESETB端输出“L”⇒检测状态
・用R1和R2设定释放电压
 

释放电压 = VREF × (R1+R2) / R2

D) 检测状态 → 释放状态

当输入电压上升，超过了释放电压时，比较器的逻辑反相，输出驱动器FET为OFF。

因为输出驱动器FET为OFF，RESETB端电压成为上拉电压并输出 "H"。

D)当VIN上升到释放电压时

・比较器根据R1和R2设定的值进行反相，整个电路的逻辑也反相。

释放电压 = VREF × (R1+R2) / R2

・RESETB端输出“H”⇒输出上拉电压⇒返回到A的释放状态

审核编辑：刘清