MAX6426：低功耗微处理器复位电路

 

在电子设计领域，微处理器的稳定运行至关重要，而复位电路则是保障微处理器在各种情况下稳定启动和运行的关键组件。今天，我们就来深入探讨一下 Maxim Integrated 推出的 MAX6340/MAX6421 - MAX6426 系列低功耗、SC70/SOT 微处理器复位电路。

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一、产品概述

MAX6340/MAX6421 - MAX6426 是一系列低功耗微处理器监控电路，可监测 1.6V 至 5V 的系统电压。其核心功能是，当 VCC 电源电压降至复位阈值以下时，立即发出复位信号；并且当 VCC 上升到复位阈值以上后，复位输出会在设定的复位超时期间内保持有效。该系列产品的复位超时时间可通过外部电容进行灵活调整。

不同型号在复位输出类型上有所差异。其中，MAX6421/MAX6424 具有有源低电平、推挽式复位输出；MAX6422 具有有源高电平、推挽式复位输出；而 MAX6340/MAX6423/MAX6425/MAX6426 则具有有源低电平、开漏式复位输出。在封装方面，MAX6421/MAX6422/MAX6423 采用 4 引脚 SC70 或 SOT143 封装，MAX6340/MAX6424/MAX6425/MAX6426 则采用 5 引脚 SOT23 - 5 封装。

二、应用领域

该系列产品的应用范围十分广泛，涵盖了多个领域：

1. 便携式设备：由于其低功耗特性，非常适合电池供电的便携式设备，有助于延长设备的续航时间。
2. 电池供电的计算机/控制器：确保在电池电压波动时，微处理器能稳定复位，保证系统正常运行。
3. 汽车应用：在汽车复杂的电气环境中，可靠的复位电路对于保障电子系统的稳定至关重要。
4. 医疗设备：为医疗设备的微处理器提供可靠的复位功能，确保设备的安全性和稳定性。
5. 智能仪器和嵌入式控制器：满足这些设备对高精度和稳定性的要求。
6. 关键微处理器监控：在对微处理器运行稳定性要求极高的场景中发挥重要作用。
7. 机顶盒和计算机：保障这些设备在开机和运行过程中的稳定复位。

三、产品特性与优势

1. 宽电压监测范围

能够监测 1.6V 至 5V 的系统电压，适用于多种不同电压的应用场景。

2. 电容可调的复位超时时间

通过外部电容可灵活调整复位超时时间，满足不同微处理器的启动和复位需求。例如，在一些启动时间较长的微处理器系统中，可以适当增大电容值来延长复位超时时间。

3. 低静态电流

典型静态电流仅为 1.6µA，这对于对功耗敏感的应用来说非常重要，可以有效降低系统的整体功耗。

4. 多种复位输出选项

提供推挽式和开漏式复位输出，方便与不同类型的微处理器和系统进行接口。例如，开漏式输出可以轻松实现与多种电压的逻辑兼容，为设计带来更多的灵活性。

5. 可靠的复位有效性

确保在 VCC = 1V 时复位仍然有效，增强了系统在低电压情况下的稳定性。

6. 抗短时间 VCC 瞬态干扰能力

对短时间的负向 VCC 瞬态干扰（毛刺）具有较强的免疫力，减少了因瞬间电压波动而导致的误复位情况。

7. 小封装形式

采用小型的 4 引脚 SC70、4 引脚 SOT143 和 5 引脚 SOT23 封装，节省了电路板空间，适合小型化设计的需求。

8. 引脚兼容性

部分型号与其他市场上常见的复位电路芯片引脚兼容，方便进行升级和替换。例如，MAX6340 与 LP3470 引脚兼容，MAX6424/MAX6425 与 NCP300 - NCP303、MC33464/MC33465、S807/S808/S809 以及 RN5VD 引脚兼容，MAX6426 与 PST92XX 引脚兼容。

四、电气特性

1. 电源电压范围

电源电压范围为 1.0V 至 5.5V，能够适应不同的电源供电情况。

2. 电源电流

在不同的电源电压下，电源电流有所不同。例如，当 VCC ≤ 5.0V 时，典型电源电流为 2.5µA，最大值为 4.2µA；当 VCC ≤ 3.3V 时，典型电源电流在 1.9 - 3.4µA 之间；当 VCC ≤ 2.0V 时，典型电源电流为 1.6µA，最大值为 2.5µA。

3. VCC 复位阈值精度

在不同的温度范围内，复位阈值精度有所差异。在 TA = +25°C 时，复位阈值精度为 VTH - 1.5%V 至 VTH + 1.5%；在 TA = -40°C 至 +125°C 时，复位阈值精度为 VTH - 2.5%V 至 VTH + 2.5%。

4. 其他特性

还包括迟滞电压、VCC 到复位延迟时间、复位超时时间、SRT 斜坡电流、SRT 斜坡阈值、斜坡阈值迟滞、复位输出电压低和高、复位输出漏电流等特性，这些特性共同保证了复位电路的精确性和可靠性。

五、典型工作特性

文档中给出了多个典型工作特性曲线，如复位超时时间与温度、电源电流与电源电压、复位超时时间与 CSRT 电容值、VCC 到复位延迟与温度、最大瞬态持续时间与复位阈值过驱动、归一化复位阈值与温度、上电/掉电特性等关系曲线。这些曲线可以帮助工程师更好地了解产品在不同工作条件下的性能表现，从而进行更合理的设计。例如，通过复位超时时间与 CSRT 电容值的曲线，工程师可以根据所需的复位超时时间来选择合适的电容值。

六、引脚说明

不同型号的引脚功能有所不同，但主要引脚包括 SRT、GND、VCC 和 RESET。其中，SRT 引脚用于设置复位超时时间，通过连接一个电容到地来实现；GND 为接地引脚；VCC 为电源电压和复位阈值监测输入引脚；RESET 为复位输出引脚，其电平变化根据 VCC 电压与复位阈值的比较结果而定。

七、详细工作原理

1. 复位输出

复位输出通常连接到微处理器的复位输入引脚，当 VCC 下降到阈值电压以下时，RESET 引脚电平发生变化；当 VCC 超过阈值电压后，RESET 引脚会在电容可调的复位超时期间内保持相应电平，以确保微处理器能够稳定复位和启动。其中，MAX6422 的有源高电平 RESET 输出与其他型号的有源低电平 RESET 输出逻辑相反。而 MAX6340/MAX6423/MAX6425/MAX6426 的开漏式 RESET 输出，需要连接一个外部上拉电阻，电阻值一般在 10kΩ 至 100kΩ 之间，具体可根据实际应用选择。

2. 复位电容选择

复位超时时间可以通过连接在 SRT 引脚和地之间的电容（CSRT）进行调整。计算公式为 (C{SRT}=(t{RP}-275mu s)/(2.73times10^{6}))，其中 tRP 为复位超时时间（单位：秒），CSRT 为电容值（单位：法拉）。复位延迟时间由一个电流/电容控制的斜坡与内部 0.65V 参考电压进行比较来设置。内部 240nA 的斜坡电流源对外部电容进行充电，当检测到复位条件时，电容上的电荷被清除。一旦复位条件消除，电容上的电压根据公式 (dV/dt = I/C) 进行斜坡上升，当 CSRT 电容电压上升到 0.65V 时，复位信号解除。因此，CSRT 电容应选择低泄漏（<10nA）类型的电容，推荐使用陶瓷电容。

3. 电压检测模式

将 SRT 引脚浮空，该系列产品可以工作在电压检测模式下。在这种模式下，VCC 上升或下降超过阈值时的复位延迟时间没有显著差异，并且复位输出能够平稳解除，不会产生误脉冲。

八、应用信息

1. 逻辑兼容性接口

MAX6340/MAX6423/MAX6425/MAX6426 的开漏式输出可以方便地与其他逻辑电平的微处理器进行接口。开漏式输出可以连接到 0 至 5.5V 的电压，从而实现与各种微处理器的逻辑兼容。

2. 线或复位

通过将外部开漏式逻辑信号连接到 MAX6340/MAX6423/MAX6425/MAX6426 的开漏式 RESET 引脚，可以实现辅助电路对系统的复位控制。但需要注意的是，这种配置在外部逻辑信号释放时不会提供复位超时功能。

3. 负向 VCC 瞬态干扰处理

该系列产品对短时间的负向 VCC 瞬态干扰（毛刺）具有较好的免疫力。从典型工作特性曲线“最大瞬态持续时间与复位阈值过驱动”可以看出，当瞬态干扰的幅度和持续时间在曲线下方区域时，通常不会产生复位脉冲。例如，一般情况下，VCC 瞬态下降到复位阈值以下 100mV 且持续时间为 50µs 或更短，不会触发复位脉冲。

4. 确保 RESET 在低电压下有效

当 VCC 下降到 1V 以下时，RESET/RESET 的电流吸收（源出）能力会大幅下降。对于 MAX6421/MAX6424，连接到 RESET 的高阻抗 CMOS 逻辑输入可能会漂移到不确定的电压。在大多数应用中，由于大多数微处理器和其他电路在 VCC 低于 1V 时不工作，因此不会产生问题。但在一些需要 RESET 在低电压下仍然有效的应用中，可以通过在 RESET 引脚和地之间添加一个下拉电阻（如 100kΩ），将任何杂散泄漏电流引入地，从而保持 RESET 低电平。对于 MAX6422，则可以在 RESET 引脚和 VCC 之间添加一个 100kΩ 的上拉电阻，以确保在 VCC 下降到 1V 以下时 RESET 保持高电平。需要注意的是，开漏式 RESET 版本不推荐用于需要在 VCC 低至零的情况下保持有效逻辑的应用。

九、布局考虑

SRT 引脚是一个精确的电流源，在进行电路板布局时，需要特别注意尽量减小该引脚周围的电路板电容和泄漏电流。连接到 SRT 引脚的走线应尽量短，并且应将携带高速数字信号的走线和具有大电压电位的走线与 SRT 引脚尽量远离。因为该引脚的泄漏电流和杂散电容（如示波器探头）可能会导致复位超时时间出现误差。在评估这些产品时，应使用干净的原型电路板，以确保准确的复位时间。

十、选型与订购信息

1. 复位阈值电压后缀

文档中给出了复位阈值电压后缀与具体阈值电压的对应关系表，通过选择不同的后缀，可以得到不同的复位阈值电压，范围从 1.575V 到 5.0V，大约以 0.1V 为增量。

2. 标准版本表

列出了各个标准版本的型号及其对应的输出级类型，方便工程师根据实际需求进行选择。

3. 选型指南

根据不同型号的复位输出类型（推挽式或开漏式）和引脚封装形式，提供了一个选型指南表格，帮助工程师快速确定适合自己应用的型号。

4. 订购信息

详细说明了各个型号的温度范围、引脚封装以及订购时的注意事项。产品有带铅和无铅封装可供选择，并且所有产品均采用卷带包装。标准版本通常有样品库存，非标准版本的可用性需要联系厂家咨询。同时，订购时需要注意最小订购增量为 2500 件，并根据所需的复位阈值选择合适的后缀插入到型号中。

综上所述，MAX6340/MAX6421 - MAX6426 系列低功耗微处理器复位电路具有功能强大、性能可靠、应用灵活等优点，是电子工程师在设计微处理器系统复位电路时的一个优秀选择。在实际应用中，工程师需要根据具体的应用场景和需求，综合考虑产品的各项特性、电气参数以及布局要求等因素，以确保设计出稳定可靠的电路系统。大家在使用过程中遇到过哪些问题或者有什么独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享交流！