MAX6412 - MAX6420：低功耗单/双电压微处理器复位电路的设计指南

在电子设备的设计中，微处理器（μP）的稳定运行至关重要。电源电压的波动、干扰等因素都可能导致μP出现异常，因此需要可靠的复位电路来确保μP在合适的时机进行复位，恢复到正常的工作状态。今天我们就来详细探讨一下Maxim Integrated推出的MAX6412 - MAX6420系列低功耗单/双电压μP复位电路。

文件下载：MAX6413UK29+T.pdf

一、产品概述

MAX6412 - MAX6420系列是低功耗的微处理器监控电路，能够对1.6V至5V的系统电压进行监控。当VCC电源电压或RESET IN低于其复位阈值，或者手动复位输入被触发时，这些器件会发出复位信号。复位输出在VCC和RESET IN上升到复位阈值以上，且手动复位输入释放后的复位超时期间内保持有效。复位超时时间可以通过外部电容进行灵活设置。

产品分类

• 固定阈值型：MAX6412/MAX6413/MAX6414具有从1.575V到5V的固定阈值，以约100mV的增量递增，并且带有手动复位输入。
• 可调阈值型：MAX6415/MAX6416/MAX6417提供可调复位输入，可监控低至1.26V的电压。
• 双电压监控型：MAX6418/MAX6419/MAX6420具有一个固定输入和一个可调输入，用于监控双电压系统。

复位输出类型

• 推挽低电平有效：MAX6412/MAX6415/MAX6418。
• 推挽高电平有效：MAX6413/MAX6416/MAX6419。
• 开漏低电平有效：MAX6414/MAX6417/MAX6420。

这些器件均采用SOT23 - 5封装，工作温度范围为 - 40°C至+125°C。

二、产品特性与优势

1. 宽电压监控范围

能够监控1.6V至5V的系统电压，适用于多种不同电源电压的应用场景。

2. 电容可调复位超时时间

通过外部电容可以灵活调整复位超时时间，满足不同μP的复位需求。

3. 手动复位功能

部分型号（MAX6412/MAX6413/MAX6414）提供手动复位输入，方便操作人员或外部逻辑电路进行手动复位操作。

4. 可调复位输入选项

MAX6415 - MAX6420系列提供可调复位输入，可根据实际需求设置复位阈值。

5. 双电压监控能力

MAX6418/MAX6419/MAX6420能够同时监控两个电压，增强了对复杂电源系统的监控能力。

6. 低静态电流

典型静态电流仅为1.7μA，有助于降低系统功耗。

7. 多种复位输出选项

提供推挽和开漏两种复位输出类型，方便与不同逻辑电平的μP进行接口。

8. 电源瞬态抗干扰能力

对短时间的负向VCC瞬态干扰具有较强的抗干扰能力，减少误复位的发生。

9. 小封装尺寸

采用SOT23 - 5封装，节省电路板空间。

10. AEC - Q100认证

部分型号符合AEC - Q100标准，适用于汽车电子等对可靠性要求较高的应用。

三、电气特性

1. 供电电压范围

供电电压范围为1.0V至5.5V，能够适应不同的电源供电情况。

2. 供电电流

在不同的VCC电压下，供电电流有所不同。例如，当VCC ≤ 2.0V时，典型供电电流为1.7μA。

3. VCC复位阈值精度

在不同的温度范围内，VCC复位阈值精度有所差异。在+25°C时，精度为±1.25%；在 - 40°C至+125°C时，精度为±2.5%。

4. 迟滞

复位阈值具有一定的迟滞，可防止在阈值附近出现频繁的复位动作。

5. 复位延迟时间

VCC下降时的复位延迟时间为100μs（VCC以1mV/μs下降）。

6. 复位超时时间

复位超时时间可通过外部电容CSRT进行调整，计算公式为(t{RP} = (2.71 × 10^{6}) × C{SRT} + 275μs)。

7. 其他特性

还包括V SRT斜坡电流、V SRT斜坡阈值、复位输出电压等多种电气特性，这些参数在设计电路时需要根据具体需求进行考虑。

四、典型应用

1. 汽车电子

由于部分型号符合AEC - Q100认证，可用于汽车电子系统中，如发动机控制单元、车载娱乐系统等，确保μP在复杂的汽车电气环境下稳定运行。

2. 医疗设备

医疗设备对可靠性要求极高，MAX6412 - MAX6420系列的低功耗、高可靠性和宽温度范围特性使其适用于医疗监测设备、诊断设备等。

3. 智能仪器

在智能仪器中，如工业自动化仪表、环境监测仪器等，可用于监控μP的电源电压，保证仪器的正常工作。

4. 便携式设备

低功耗特性使其非常适合用于便携式设备，如智能手机、平板电脑、便携式医疗设备等，延长电池续航时间。

5. 电池供电计算机/控制器

为电池供电的计算机和控制器提供可靠的复位功能，防止因电源波动导致的系统故障。

6. 嵌入式控制器

在嵌入式系统中，确保μP在启动、关机和电源故障时能够正确复位，保证系统的稳定性。

7. 机顶盒和计算机

用于机顶盒和计算机系统中，监控电源电压，避免因电源问题导致的系统崩溃。

五、设计要点

1. 复位电容的选择

复位超时时间通过连接在SRT和地之间的电容CSRT进行调整。计算公式为(C{SRT} = (t{RP} - 275μs) / (2.71 × 10^{6}))。CSRT应选择低泄漏（<10nA）类型的电容，推荐使用陶瓷电容。

2. 作为电压检测器使用

将SRT引脚不连接时，MAX6412 - MAX6420可作为电压检测器使用。此时，VCC上升或下降超过阈值时的复位延迟时间差异不大，复位输出平稳，无虚假脉冲。

3. 逻辑兼容性接口

MAX6414/MAX6417/MAX6420的开漏输出可用于与其他逻辑电平的μP进行接口。开漏输出可连接0至5.5V的电压，方便与各种微处理器实现逻辑兼容。

4. 负向VCC瞬态处理

这些器件对短时间的负向VCC瞬态干扰具有一定的抗干扰能力。但在设计时，仍需根据实际应用场景考虑瞬态干扰的影响，避免误复位的发生。

5. 确保低电压下的有效复位

当VCC低于1V时，RESET/RESET的电流吸收（源出）能力会大幅下降。对于MAX6412、MAX6415和MAX6418，可在RESET和地之间添加下拉电阻；对于MAX6413、MAX6416和MAX6419，可在RESET和VCC之间添加上拉电阻，以确保在低电压下复位信号的有效性。

6. 布局考虑

• SRT引脚：SRT是精确的电流源，布局时应尽量减小该引脚周围的电路板电容和泄漏电流。连接SRT的走线应尽量短，避免与高速数字信号走线和大电压电位走线靠近。
• RESET IN引脚：RESET IN是高阻抗输入，通常由高阻抗电阻分压器网络驱动。连接该输入的走线应尽量短，以减少对瞬态信号的耦合。任何RESET IN引脚的直流泄漏电流都会导致编程复位阈值出现误差。

六、选型指南

在选择具体型号时，需要考虑以下几个方面：

1. 固定复位阈值需求

如果需要固定的复位阈值，可以选择MAX6412/MAX6413/MAX6414/MAX6418/MAX6419/MAX6420系列，并根据所需的复位阈值选择相应的后缀。

2. 手动复位功能

如果需要手动复位功能，可选择MAX6412/MAX6413/MAX6414系列。

3. 可调复位输入

如果需要可调复位输入，可选择MAX6415/MAX6416/MAX6417/MAX6418/MAX6419/MAX6420系列。

4. 复位输出类型

根据与μP的接口需求，选择合适的复位输出类型（推挽低电平有效、推挽高电平有效或开漏低电平有效）。

七、总结

MAX6412 - MAX6420系列低功耗单/双电压μP复位电路具有多种特性和优势，适用于多种不同的应用场景。在设计过程中，需要根据具体的应用需求选择合适的型号，并注意复位电容的选择、布局等设计要点，以确保电路的可靠性和稳定性。希望通过本文的介绍，能帮助电子工程师更好地了解和应用该系列产品。你在使用MAX6412 - MAX6420系列产品时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。