TPS3704x系列精密电压监控器的技术解析与应用指南

描述

Texas Instruments TPS3704x/TPS3704x-Q1高精度电压监控器是一款可配置为四通道、三通道、双通道或单通道的低功耗高精度窗口或标准电压监控器。每个通道的阈值精度为±1%,采用小解决方案尺寸的8引脚 (1.6mm x 2.9mm) SOT-23封装。TPS3704x/TPS3704x-Q1包含非常精确的阈值检测功能和高分辨率,非常适合用于在低压电源轨上工作并具有窄幅度电源容差的系统。内置低阈值迟滞和固定重置延迟(tD 选项从20µs到1200ms不等),可防止在监测多个电压轨时出现错误重置信号。

数据手册:

*附件:TPS3704x数据表.pdf

*附件:TPS3704x-Q1数据表.pdf

Texas Instruments TPS3704x/TPS3704x-Q1不需要任何外部电阻即可设置过压和欠压复位阈值,从而进一步优化了整体精度、成本、解决方案尺寸,并提高了安全系统的可靠性。

独立VDD 和SENSEx引脚允许监测VDD 以外的导轨电压,也可用作按钮输入。SENSEx引脚支持使用外部电阻器。TPS3704x/TPS3704x-Q1的每个通道均可针对过压和欠压窗口检测进行定制,具有对称或非对称的上阈值和下阈值容差。TPS3704x-Q1器件符合汽车应用类AEC-Q100认证。

特性

  • 设计用于各种应用
    • 四路、三路、双路或单路电压监控器
      • TPS37044, 3, 2, 4: 3, 2, 1, 1通道
    • 输入电压范围VDD = 1.7V至6V
    • (UV/OV) 阈值精度:±0.1%(典型值)
      • 每个通道均可独立配置:窗口、UV或OV
      • 窗口容差:±3%至±11%(可设定为不对称)
      • 高阈值分辨率:VIT ≤ 0.8V:20mV步进VIT > 0.8V:0.5%或20mV步中的较低值
      • 每个通道VIT 阈值电压可独立设置
    • 所有通道上的按钮监视器
    • 重置时间延迟 (t D ):固定时间延迟选项
      • 选项:23个固定时间选项,范围为20µs(最小值)至1200ms(最大值)
    • 温度范围:–40°C至+125°C
  • 专为高性能和安全性而设计
    • 输入电流(4通道):IDD = 15µA(最大值)
    • 高阈值精度:±1%(最大值)
    • 内置精密磁滞:V HYS (VIT > 800mV)= 0.75%(典型值)
  • 多路输出拓扑
    • TPS3704xxxO/TPS3704xxxO-Q1:开漏,低电平有效 (复位)
    • TPS3704xxxL/TPS3704xxxL-Q1:推挽,低电平有效 (复位)
    • TPS3704xxxH/TPS3704xxxH-Q1:推挽,高电平有效 (RESET)

典型应用电路

低功耗

TPS3704x系列精密电压监控器的技术解析与应用指南

一、产品概述

TPS3704x是德州仪器(TI)推出的一款低功耗精密窗口电压监控器系列,提供四通道、三通道和双通道配置选项。作为一款高精度电压监控解决方案,该系列器件在工业自动化、医疗设备、电机驱动和通信基础设施等领域具有广泛应用。

关键特性‌:

  • 高达四个独立电压监控通道
  • 支持固定/可调窗口、欠压(UV)或过压(OV)监控模式
  • 超高阈值精度:±0.25%(典型值)
  • 内置精密迟滞:0.75%(典型值)
  • 多种固定延时选项(20μs至1200ms)
  • 开漏输出设计
  • 超低静态电流:最大15μA
  • 宽工作温度范围:-40°C至+125°C

二、核心技术参数

1. 电气特性

  • 供电电压范围‌:1.7V至6.0V
  • 监控电压范围‌:0V至5.55V
  • 阈值精度‌:
    • VIT < 0.8V时:±1.6%
    • 0.8V ≤ VIT ≤ 5.55V时:±1%
  • 迟滞电压‌:
    • VIT < 0.8V时:1.1%-1.7%
    • VIT ≥ 0.8V时:0.4%-1%
  • 静态电流‌:5.5μA(典型值),15μA(最大值)

2. 时序特性

  • 复位释放延时‌:提供20μs至1200ms多种选项
  • 传播检测延时‌:最大10μs
  • 启动延时‌:典型1ms
  • 瞬态免疫能力‌:可抑制短时电压瞬变

三、产品系列与选型指南

TPS3704x系列包含多种型号,通过独特的命名规则区分功能特性:

型号命名结构‌:
TPS3704 X XX X X XXXR

  • 通道数‌:2(双通道)、3(三通道)、4(四通道)
  • 检测选项‌:参见数据手册表9-2
  • 输出类型‌:O(开漏-低有效)、L(推挽-低有效)、H(推挽-高有效)
  • 复位延时‌:A(20μs)至W(1120ms)等多种选项
  • 封装‌:DDF(SOT-23 8引脚)

典型型号示例‌:

  • TPS37042BJOFDDFRQ1:双通道,可调阈值,10ms延时
  • TPS37043A4OFDDFRQ1:三通道,固定阈值(2.8V/1.8V/1.2V),10ms延时
  • TPS37044BJOFDDFRQ1:四通道,可调阈值,10ms延时

四、功能原理与架构

1. 工作原理

TPS3704x通过内部精密电阻分压器和比较器网络监控各SENSEx引脚的电压。当检测电压超出预设窗口时,相应的RESETx输出会被断言,并在电压恢复正常后保持断言状态直至预设延时结束。

2. 核心功能模块

  • 电压基准‌:提供高精度参考电压
  • 比较器阵列‌:每个通道独立配置
  • 延时计数器‌:可编程复位延时
  • 输出驱动‌:开漏设计支持灵活接口

功能框图特点‌:

  • 各通道独立监控,共享时钟和基准
  • 四通道版本采用两组双通道共享输出设计
  • 内置POR(上电复位)和UVLO(欠压锁定)保护

五、选型建议

  1. 通道需求‌:根据系统电压轨数量选择2/3/4通道版本
  2. 阈值类型‌:
    • 固定阈值:简化设计,适用于标准电压
    • 可调阈值:灵活适应特殊电压需求
  3. 延时要求‌:根据系统启动特性选择适当延时
  4. 环境因素‌:高温环境需注意热降额
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