LTC2913双路电压监测器：多功能、高精度的电压监测解决方案

在电子设备的设计中，电压监测是确保系统稳定运行的关键环节。今天，我们就来详细探讨一下Linear Technology公司推出的LTC2913双路电压监测器，看看它是如何满足各种应用场景下的电压监测需求的。

文件下载：LTC2913.pdf

一、LTC2913概述

LTC2913是一款专为多种应用中的多电压监测而设计的双输入电压监测器。它具有同时监测两路电压的能力，可分别设置欠压（UV）和过压（OV）触发值，为系统提供精确的电压监测和保护。

1.1 主要特性

• 双路电压同时监测：能够同时对两路电压进行监测，满足多电压系统的监测需求。
• 可调的UV和OV触发值：用户可以根据实际应用需求，灵活调整欠压和过压的触发阈值。
• 高精度阈值：保证阈值精度在±1.5%以内，确保监测的准确性。
• 输入毛刺抑制：有效过滤输入信号中的毛刺，避免误触发，提高系统的可靠性。
• 可调的复位超时时间：通过外部电容可调整复位超时时间，并且支持禁用该功能。
• 低静态电流：仅44μA的静态电流，降低了系统的功耗。
• 开漏输出：OV和UV输出为开漏形式，方便与其他电路进行连接。
• 宽电压范围保证：在(V_{CC} ≥1 V)时，能保证OV和UV功能的正常工作。
• 多种封装形式：提供10引脚MSOP和(3mm × 3mm) DFN封装，方便不同应用场景的选择。

1.2 应用领域

LTC2913广泛应用于台式和笔记本电脑、网络服务器等设备中，可用于核心电压和I/O电压的监测，确保系统在正常的电压范围内运行。

二、技术细节

2.1 绝对最大额定值

在使用LTC2913时，需要注意其绝对最大额定值，以避免对器件造成永久性损坏。例如，(V_{CC})的电压范围为–0.3V至6V，不同温度等级的器件其工作温度范围也有所不同，如LTC2913C为0°C至70°C，LTC2913I为–40°C至85°C，LTC2913H为–40°C至125°C。

2.2 电气特性

在电气特性方面，LTC2913表现出了出色的性能。例如，(V{CC})的分流调节器电压在不同条件下有明确的参数范围，在(I{CC} = 5mA)时，典型值为6.6V；(V_{CC})的供电电流在2.3V至6V的电压范围内，典型值为44μA。同时，欠压/过压阈值为492 - 508mV，从欠压/过压阈值到输出的延迟时间在50 - 500μs之间。

2.3 引脚功能

LTC2913的各个引脚都有其特定的功能：

• DIS（Pin 8，LTC2913 - 2）：用于禁用OV和UV输出引脚，当该引脚拉高时，除了在欠压锁定（UVLO）条件下，OV和UV引脚不会被置位。
• LATCH（Pin 8，LTC2913 - 1）：用于OV锁存清除/旁路输入，低电平时OV被锁存，高电平时OV锁存被清除。
• OV（Pin 6）：过压逻辑输出，当任何一个VL输入电压高于阈值时，该引脚置低。
• UV（Pin 7）：欠压逻辑输出，当任何一个VH输入电压低于阈值时，该引脚置低。
• TMR（Pin 9）：复位延迟定时器，通过连接外部电容来设置复位延迟时间。
• (V_{CC})（Pin 10）：供电电压引脚，需要使用0.1μF或更大的电容进行旁路。

三、设计与应用

3.1 电压监测设计

在进行电压监测设计时，可采用3 - 电阻电路配置。通过以下三个步骤可以确定合适的电阻值，以获得所需的UV和OV触发点：

1. 选择(R_{A})以获得所需的OV触发点：(R{A}=left|frac{0.5 V}{I{n}} cdot frac{V{n}}{V{O V}}right|)
2. 选择(R_{B})以获得所需的UV触发点：(R{B}=left|frac{0.5 V}{I{n}} cdot frac{V{n}}{V{U V}}right|-R_{A})
3. 选择(R_{C})以完成设计：(R{C}=left|frac{V{n}}{I{n}}right|-R{A}-R_{B})

例如，对于一个5V ±10%的供电电压监测，当标称电流为10μA时，可计算出(R{A}approx 45.3k)，(R{B}cong 10.2k)，(R_{C}approx 442k)。

3.2 电源上电/下电

在电源上电过程中，当(V{CC})达到1V时，(overline{UV})输出置低，OV输出弱上拉至(V{CC})。当(V_{CC})高于2V（最大2.1V）时，VH和VL输入开始起作用。

3.3 阈值精度

复位阈值精度在对电源敏感的系统中非常重要。LTC2913在整个工作温度范围内，所有输入的相对阈值精度为±1.5%。同时，用于设置UV和OV触发点的电阻精度也会影响触发点的准确性。

3.4 毛刺抗扰性

为了避免监测的直流电压上的噪声导致误复位，LTC2913在每个输入的第一级比较器输出端采用了低通滤波，有效过滤了毛刺信号，提高了系统的稳定性。

3.5 UV/OV定时

LTC2913具有可调的超时时间（(t{UOTO})），在所有故障清除后，可保持OV或UV输出置位，确保监测电压进入有效工作区域后有足够的稳定时间。通过连接电容(C{TMR})到TMR引脚和地之间，可以调整超时时间，公式为(C{TMR }=t{UOTO } cdot 115 cdot 10^{-9}[ F / s])。

3.6 欠压锁定

当(V{CC})低于2V时，LTC2913进入欠压锁定（UVLO）状态，此时(overline{UV})置低，(overline{OV})被清除并禁止置位。当(V{CC})高于2V时，UV按照欠压条件的时序进行操作。

3.7 分流调节器

LTC2913内部具有分流调节器。当(V{CC})电压不超过6V时，(V{CC})引脚作为直接供电输入；当(V{CC})电压高于6V时，需要在电源和(V{CC})引脚之间连接电阻(R_{Z})，以限制电流不超过10mA。

3.8 输出特性

(overline{UV})和(overline{OV})输出具有弱上拉到(V{CC})和强下拉到地的特性，这种配置允许这些引脚具有开漏输出的行为，同时还具有其他有益的特性。在低(V{CC})时，建议在OV引脚使用不超过100k的外部上拉电阻。

3.9 输出上升和下降时间估计

(overline{UV})和OV输出具有较强的下拉能力，输出下降时间（90%到10%）可通过公式(t{FALL } approx 2.2 cdot R{PD} cdot C{LOAD })进行估计；输出上升时间（10%到90%）可通过公式(t{RISE} approx 2.2 cdot R{PU} cdot C{LOAD })进行估计。

3.10 OV锁存（LTC2913 - 1）

当(overline{LATCH})引脚置低时，检测到OV条件时(overline{OV})引脚锁存低电平；当(overline{LATCH})引脚置高时，锁存被清除。

3.11 禁用功能（LTC2913 - 2）

LTC2913 - 2可通过DIS引脚禁用UV和(overline{OV})输出。当DIS引脚拉高时，无论输入是否有故障，两个输出都将保持弱上拉状态。但在UVLO条件下，(overline{UV})会置低，并且超时功能被旁路。

四、典型应用示例

4.1 双路UV/OV电源监测

可用于同时监测5V和3.3V电源，通过合理配置电阻和电容，实现对电源电压的精确监测和保护。

4.2 12V供电的电源监测

在12V供电系统中，通过连接适当的电阻(R_{Z})，可以使用LTC2913对5V和12V电源进行监测。

4.3 带LED指示和手动复位按钮的双路UV/OV电源监测

结合LED指示灯和手动复位按钮，可直观地显示电源的欠压和过压状态，并提供手动复位功能。

五、相关产品推荐

Linear Technology还提供了一系列相关的电压监测产品，如LTC1326、LTC1726等，这些产品在不同的应用场景中都有各自的优势，可以根据具体需求进行选择。

综上所述，LTC2913是一款功能强大、性能出色的双路电压监测器，能够为各种电子设备的电压监测提供可靠的解决方案。在实际设计中，工程师们可以根据具体的应用需求，合理利用LTC2913的各项特性，确保系统的稳定运行。你在使用LTC2913或者其他电压监测器时，遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。