TPS382x电压监控器：设计与应用详解

在电子系统设计中，电压监控和复位功能至关重要，它能确保系统在电源不稳定或异常时可靠运行。德州仪器（TI）的TPS382x系列电压监控器，凭借其丰富的功能和出色的性能，广泛应用于各种电子设备中。下面就为大家详细介绍 TPS382x 系列产品。

文件下载：TPS3828-33DBVRG4.pdf

特性与优势

全面的复位及监控功能

TPS382x 具备上电复位功能，其中 TPS3823/4/5/8 具有 200ms 的固定延迟时间，而 TPS3820 的延迟时间为 25ms。此外，该系列部分产品（TPS3820/3/5/8）还配备了手动复位输入引脚，方便外部逻辑信号在必要时强制系统复位。复位输出形式多样，有低电平有效（TPS3820/3/4/5）、高电平有效（TPS3824/5）和开漏输出（TPS3828）三种类型，可满足不同系统的设计需求。

宽范围电压监控

该系列产品能够对 2.5V、3V、3.3V 和 5V 等常见电源电压进行监控，其电源电压监控范围覆盖 1.1V 至 5.5V，可适应多种电源环境。

可靠的看门狗定时器

TPS3820/3/4/8 内置看门狗定时器，可有效防止系统因软件故障而陷入死循环。当看门狗定时器在规定时间内未收到触发信号时，会触发复位操作，确保系统恢复正常运行。

低功耗设计

典型工作电流仅为 15μA，有助于降低系统功耗，延长电池供电设备的续航时间。

小封装与宽温度范围

采用 5 引脚 SOT - 23 封装，体积小巧，节省 PCB 空间。工作温度范围为 - 40°C 至 85°C，可适应不同的工业和商业应用环境。

应用领域

TPS382x 系列产品的应用领域十分广泛，涵盖了数字信号处理器（DSP）、微控制器、微处理器、工业设备、可编程控制器、汽车系统、便携式和电池供电设备、智能仪器、无线通信系统以及笔记本和台式计算机等多个领域。

技术参数与规格

绝对最大额定值

在使用 TPS382x 时，需注意其绝对最大额定值。电源电压（VDD）范围为 - 0.3V 至 6V，RESET、RESET、MR 和 WDI 引脚的电压范围为 - 0.3V 至 (VDD + 0.3)V。最大低电平输出电流（IOL）和最大高电平输出电流（IOH）均为 - 5mA 至 5mA，输出范围（VO < 0 或 VO > VDD）的电流（IOK）为 - 10mA 至 10mA。工作环境温度范围为 - 40°C 至 85°C，存储温度范围为 - 65°C 至 150°C。

ESD ratings

该系列产品具备一定的静电放电（ESD）防护能力，人体模型（HBM）的 ESD 耐受电压为 ±2000V，带电设备模型（CDM）的 ESD 耐受电压为 ±500V。

推荐工作条件

推荐的电源电压（VDD）范围为 1.1V 至 5.5V，高电平输入电压（VIH）为 0.7 × VDD，低电平输入电压（VIL）为 0.3 × VDD。电压变化率（t/ΔV）要求为 100ns/V，工作温度范围与绝对最大额定值中的工作环境温度范围一致。

热性能

TPS382x 采用 SOT - 23 封装，其结到环境的热阻（RθJA）为 209.1°C/W，结到外壳（顶部）的热阻（RθJC(top)）为 72.8°C/W，结到电路板的热阻（RθJB）为 36.7°C/W。

电气特性

在不同的电源电压和负载条件下，TPS382x 的输出电压和电流表现稳定。例如，高电平输出电压（VOH）在不同型号和测试条件下，能满足相应的要求；低电平输出电压（VOL）也在合理范围内。此外，该系列产品还具有固定的负向输入阈值电压（VIT -）和滞回电压（Vhys），确保了系统的稳定性。

功能与工作模式

手动复位功能

通过 MR 引脚，外部逻辑信号可以在不考虑电源电压和看门狗定时器状态的情况下，强制系统复位。当 MR 引脚为低电平时，复位信号将被激活。

输出逻辑类型

所有 TPS382x 设备都具有低电平有效逻辑输出（RESET），而 TPS3824/5 还额外提供了高电平有效逻辑输出（RESET），方便与不同逻辑电平的系统进行接口。

输出类型

除 TPS3828 采用开漏输出外，其他 TPS382x 设备均采用推挽输出，可根据实际应用需求选择合适的输出类型。

看门狗定时器功能

TPS3820、TPS3823、TPS3824 和 TPS3828 的看门狗定时器需要通过 WDI 引脚的正或负跳变信号定期触发。若在规定的超时时间内未触发，将触发复位信号，并重新初始化看门狗定时器。此外，如果不需要看门狗定时器功能，可将 WDI 引脚浮空或接一个 1kΩ 电阻到地。

设备功能模式

TPS382x 的功能模式由 MR 引脚状态和电源电压（VDD）与阈值电压（VIT -）的比较结果决定。具体可参考文档中的功能表，根据不同的输入条件，输出相应的复位信号。

典型应用案例

电源轨监控与看门狗超时功能

以 TPS3823A 为例，可用于监控微控制器等设备的电源轨。当电源引脚（VDD）上的电压高于内部阈值电压（VIT - + Vhys）时，下游设备被启用；当 VDD 低于阈值电压减去滞回电压（VIT -）时，下游设备被禁用。同时，如果 WDI 输入在规定时间内未收到触发信号，TPS3823A 将发出复位信号。对于需要较短复位信号的应用，可选择 TPS3820，其延迟时间仅为 25ms；若需要开漏输出，可选用 TPS3828。

复位事件期间解耦 WDI 信号

在某些应用中，当复位信号有效时，WDI 引脚输入可能需要保持活跃。此时，可使用 A 版本的设备或外部 FET 来解耦 WDI 信号，避免复位信号被锁定在低电平状态。

设计与布局建议

电源供应

TPS382x 设计用于 1.1V 至 5.5V 的输入电源。为减少电源噪声对设备的影响，建议在 VDD 引脚附近放置一个 0.1μF 的陶瓷电容。

PCB 布局

在 PCB 布局时，应将 VDD 去耦电容（CVDD）靠近设备放置，避免使用过长的 VDD 电源走线，以防止 LC 谐振和电压过冲问题。

设备与文档支持

Spice 模型

为方便电路仿真和性能分析，可通过产品文件夹中的 Tools & Software 获取 TPS382x 的 SPICE 模型。

设备命名规则

文档中提供了详细的订购信息和设备命名规则，可根据所需的阈值电压和封装类型选择合适的产品。

相关文档与资源

可参考相关文档，如 “Disabling the Watchdog Timer for TI's Family of Supervisors (SLVA145)”，获取更多关于禁用看门狗定时器的信息。此外，还可通过 TI 的 E2E 在线社区和设计支持资源，与其他工程师交流经验，获取技术支持。

TPS382x 系列电压监控器以其丰富的功能、出色的性能和广泛的应用领域，为电子系统设计提供了可靠的解决方案。在实际应用中，工程师可根据具体需求选择合适的型号，并遵循设计和布局建议，以确保系统的稳定性和可靠性。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。