探索MAX16008/MAX16009：低电压高精度四窗口电压检测器的卓越性能

在电子设备的设计中，电压监测至关重要，它直接关系到系统的稳定性和可靠性。今天我们就来深入探讨MAXIM推出的两款低电压、高精度的四窗口电压检测器——MAX16008和MAX16009。

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产品概述

MAX16008/MAX16009采用小型薄型QFN封装，是可调节的四窗口电压检测器。它们的主要作用是监测多个电源电压，当任何一个电压超过过压阈值或低于欠压阈值时，会提供故障信号，以此提高系统的可靠性。

这两款器件的阈值是用户可调节的，能够监测低至0.4V的电压。每个窗口检测器的上下跳闸阈值可以通过三个外部电阻进行外部设置。每个监测阈值都有一个独立的开漏输出，用于发出故障信号，这些输出还可以进行线或连接，提供单个故障输出。开漏输出内部通过30µA电流上拉，但也可以外部驱动到其他电压电平，以便与其他逻辑电平接口。

特性对比

特性	MAX16008	MAX16009
监测四个欠压/过压条件	✔	✔
1.5%的温度精度	✔	✔
用户可调节阈值（低至0.4V）	✔	✔
带内部上拉的开漏输出，减少外部组件数量	✔	✔
手动复位输入	-	✔
裕量使能输入	✔	✔
固定或可调的复位超时	-	✔
保证在VCC = 1V时输出逻辑状态正确	✔	✔
-40°C至+125°C全规格	✔	✔
4mm x 4mm TQFN小封装	✔	✔

电气特性

工作电压范围

两款器件的工作电压范围为1.0V至5.5V，这使得它们在不同的电源环境下都能稳定工作。

电源电流

在不同的工作电压和输出状态下，电源电流有所不同。例如，当VCC = 3.3V且输出未激活时，典型电源电流为45µA；当VCC = 5V且输出未激活时，典型电源电流同样为45µA。

欠压锁定（UVLO）

当VCC上升时，UVLO的电压范围为1.62V至1.98V，典型值为1.8V。

可调阈值和迟滞

可调阈值（UVIN_下降/OVIN上升）的范围为0.388V至0.400V，典型值为0.394V。UVIN/OVIN_的迟滞为阈值的0.5%。

复位相关特性

MAX16009具有复位输出功能。复位超时时间可以通过连接不同的电容进行调整，内部默认的复位超时时间为140ms（最小值）。例如，当CSRT = 1500pF时，复位超时时间为2.43ms至3.92ms。

应用场景

电压监测

在电压监测应用中，MAX16008/MAX16009可以监测电源电压是否在选定的窗口范围内。当监测电压在窗口内时，UVOUT_/OVOUT_输出高电平；当监测电压低于窗口下限（VTRIPLOW）时，UVOUT_输出低电平；当监测电压超过窗口上限（VTRIPHIGH）时，OVOUT_输出低电平。通过合理选择外部电阻R1、R2和R3，可以设置不同的上下限阈值。

过压关机

这两款器件非常适合过压关机应用。例如，在使用P沟道MOSFET的电路中，当电源电压低于选定阈值时，UVOUT_的低电平会打开MOSFET，为负载供电；当发生过压事件时，UVOUT_变为高电平，关闭MOSFET，切断负载的电源。另外，还可以使用保险丝和可控硅整流器（SCR）实现过压关机，过压事件会触发SCR导通，使电源短路，保险丝熔断，从而切断负载电流。

引脚说明

MAX16008引脚

引脚号	引脚名称	功能
1	UVIN3	欠压阈值输入3，当该引脚电压低于阈值时，UVOUT3输出低电平
2	OVIN3	过压阈值输入3，当该引脚电压高于阈值时，OVOUT3输出低电平
3	UVIN4	欠压阈值输入4，当该引脚电压低于阈值时，UVOUT4输出低电平
4	OVIN4	过压阈值输入4，当该引脚电压高于阈值时，OVOUT4输出低电平
5	GND	接地
6, 20	VCC	设备的未监测电源
7	UVOUT3	低电平有效的欠压输出3，当UVIN3引脚电压低于阈值时，该引脚输出低电平，直到电压超过阈值
8	OVOUT3	低电平有效的过压输出3，当OVIN3引脚电压高于阈值时，该引脚输出低电平，直到电压低于阈值
9	UVOUT4	低电平有效的欠压输出4，当UVIN4引脚电压低于阈值时，该引脚输出低电平，直到电压超过阈值
10	OVOUT4	低电平有效的过压输出4，当OVIN4引脚电压高于阈值时，该引脚输出低电平，直到电压低于阈值
11	MARGIN	低电平有效的裕量使能输入，拉低该引脚可使所有输出无效（变为高电平）
12	OVOUT2	低电平有效的过压输出2，当OVIN2引脚电压高于阈值时，该引脚输出低电平，直到电压低于阈值
13	UVOUT2	低电平有效的欠压输出2，当UVIN2引脚电压低于阈值时，该引脚输出低电平，直到电压超过阈值
14	OVOUT1	低电平有效的过压输出1，当OVIN1引脚电压高于阈值时，该引脚输出低电平，直到电压低于阈值
15	UVOUT1	低电平有效的欠压输出1，当UVIN1引脚电压低于阈值时，该引脚输出低电平，直到电压超过阈值
16	UVIN1	欠压阈值输入1，当该引脚电压低于阈值时，UVOUT1输出低电平
17	OVIN1	过压阈值输入1，当该引脚电压高于阈值时，OVOUT1输出低电平
18	UVIN2	欠压阈值输入2，当该引脚电压低于阈值时，UVOUT2输出低电平
19	OVIN2	过压阈值输入2，当该引脚电压高于阈值时，OVOUT2输出低电平

MAX16009引脚

除了与MAX16008相同的引脚外，MAX16009还有以下特殊引脚：	引脚号	引脚名称	功能
5	N.C.	内部未连接
12	MR	低电平有效的手动复位输入，拉低该引脚可使RESET输出低电平，复位超时时间后恢复
13	SRT	设置复位超时输入，通过连接电容到GND可以设置复位超时时间
19	RESET	低电平有效的复位输出，当任何UVIN_输入电压低于阈值、任何OVIN_输入电压高于阈值或MR被激活时，该引脚输出低电平
-	EP	外露焊盘，内部连接到GND，连接到接地平面可提供低热阻路径

设计要点

外部电阻选择

在电压监测应用中，合理选择外部电阻R1、R2和R3非常重要。首先选择RTOTAL（R1 + R2 + R3）的值，由于MAX16008/MAX16009的输入偏置电流非常低（典型值为2nA），RTOTAL可以高达2MΩ。大阻值电阻有助于降低功耗，小阻值电阻可以提高整体精度。然后根据所需的上下跳闸点计算R3、R2和R1的值。

复位超时电容

MAX16009的复位超时时间可以通过连接电容（CSRT）到SRT引脚进行调整。计算公式为(C{SRT}(F)=frac{t{RP}(s)}{(frac{V{TH{-}SRT}}{I_{SRT}})})，但不要使用高于390nF的电容。如果需要工厂编程的140ms（最小值）复位超时时间，可以将SRT连接到VCC。

手动复位输入

MAX16009的MR引脚提供手动复位功能。该引脚内部有一个20kΩ的上拉电阻到VCC，如果不使用可以留空。可以使用TTL或CMOS逻辑电平驱动MR引脚，也可以使用开漏/集电极输出。连接一个常开的瞬时开关到MR和GND可以实现手动复位功能，不需要外部去抖电路。在长电缆驱动或嘈杂环境中使用时，可以连接一个0.1µF的电容到MR和GND以提高抗干扰能力。

裕量输出禁用

MARGIN引脚允许在电源从标称电压调整时进行系统级测试。拉低MARGIN引脚可以使所有输出无效（UVOUT_、OVOUT_和RESET），无论监测输入的电压如何。当MARGIN引脚被释放后，输出会在短传播延迟后恢复到监测状态。

电源旁路

为了确保器件在嘈杂环境中的稳定性，建议在VCC和GND之间靠近器件的位置连接一个0.1µF的电容进行旁路。对于快速上升的VCC瞬变，可能需要额外的电容来提高瞬态抗扰度。

总结

MAX16008/MAX16009是两款功能强大的电压检测器，它们具有高精度、低电压工作、用户可调节阈值等优点，适用于多种应用场景。在设计过程中，我们需要根据具体的应用需求合理选择引脚配置、外部电阻和电容，以确保系统的稳定性和可靠性。大家在实际应用中有没有遇到过什么问题呢？欢迎在评论区分享交流。