MAX16136：高精度监控IC的卓越之选

一、引言

在电子系统设计中，电源监控和系统稳定性保障至关重要。MAX16136作为一款高性能的监控IC，为工程师们提供了可靠的解决方案。本文将详细介绍MAX16136的特点、功能、应用以及相关设计要点。

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二、MAX16136概述

（一）基本功能

MAX16136是一款低电压、±1%精度的窗口检测器监控电路，主要用于监控单个系统电源电压，并能监测微处理器或微控制器的代码执行完整性。它具有一个低电平有效、开漏输出的引脚，当监测的电源轨超出工厂调整的欠压/过压窗口阈值时，该输出引脚会被置为低电平。并且，在监测的电源电压回到欠压/过压窗口阈值内后，复位输出会在编程的复位超时时间内保持低电平。

（二）电压阈值范围

该芯片提供了从0.5V到5V的工厂调整电压阈值，增量约为20mV。同时，还有从±4%到±11%的多种工厂调整欠压/过压阈值可供选择，以适应不同的电源电压和容差要求。

（三）窗口看门狗定时器

MAX16136内置窗口看门狗定时器电路，用于监测微处理器或微控制器的活动。在正常运行时，微处理器或微控制器必须在快速看门狗超时时间（tWD_F）和慢速看门狗超时时间（tWD_S）内反复将看门狗输入（WDI）拉低。如果在窗口超时时间内没有对WDI进行切换，监控器会将看门狗输出（WDO）置为低电平，以表明系统未按预期执行代码。这个看门狗输出脉冲可用于复位微处理器或微控制器，也可用于中断系统以警告执行错误。

（四）过压故障输出

此外，MAX16136还具有过压故障输出（OV），当监测的电源轨超过过压阈值时，该输出会被锁存为低电平。可以通过将CLR引脚拉低来清除锁存的输出。

（五）封装与工作温度范围

MAX16136采用2mm x 2mm、8引脚的TDFN侧面可焊封装，带有裸露焊盘，可在 -40°C至 +125°C的汽车温度范围内工作。

三、应用领域

MAX16136具有广泛的应用领域，包括但不限于：

1. 高级驾驶辅助系统（ADAS）：在汽车的ADAS系统中，对电源的稳定性要求极高，MAX16136可以实时监测电源电压，确保系统的可靠运行。
2. 汽车电子：适用于各种汽车电子设备，保障电源的稳定供应，提高系统的安全性和可靠性。
3. 多电压ASIC：为多电压ASIC提供精确的电源监控，确保其正常工作。
4. 服务器：在服务器系统中，电源的稳定性直接影响服务器的性能和可靠性，MAX16136可以有效监测电源状态。
5. 存储设备：保障存储设备的电源稳定，防止数据丢失和设备损坏。

四、特性与优势

（一）高精度

±1%的精度确保了对电源电压的精确监测，能够及时发现电源异常情况。

（二）符合ASIL标准

支持系统级的ASIL合规性，满足汽车电子等对安全性要求较高的应用场景。

（三）灵活的阈值设置

0.5V至5V的阈值范围，以20mV为增量，以及±4%至±11%的欠压/过压阈值，可根据不同的应用需求进行灵活调整。

（四）过压故障输出锁存

过压故障输出（OV）的锁存功能可以及时记录过压事件，方便后续的故障排查和处理。

（五）窗口看门狗功能

窗口看门狗定时器可以有效监测微处理器或微控制器的活动，确保系统的正常运行。

（六）小封装与宽温度范围

2mm x 2mm的小封装和 -40°C至 +125°C的工作温度范围，适用于各种紧凑和恶劣的工作环境。

五、电气特性

（一）电源相关特性

1. 工作电压范围：比较器功能正常时，工作电压范围为1.71V至5.5V；输出保证处于已知状态时，电压范围为1.1V。
2. 电源电流：在RST、OV、WDO未被置位时，典型值为15μA，最大值为35μA。
3. 欠压锁定阈值：VDD上升时，欠压锁定阈值为1.3V至1.68V，典型值为1.50V。
4. 欠压锁定迟滞：VDD下降时，欠压锁定迟滞典型值为47mV。

（二）输入电压特性

1. 标称输入阈值电压范围：为0.5V至5V。
2. 标称输入阈值电压编程步长：为20mV。
3. 欠压/过压编程范围：复位发生在VIN_NOM超出VIN_NOMx(1±TOL)时，TOL范围为±4%至±11%。

（三）输入阈值精度

1. 欠压阈值精度：在所有VIN_TH设置下，VIN_NOM下降时，欠压阈值精度为 -1%至 +1%。
2. 过压阈值精度：在所有VIN_TH设置下，VIN_NOM上升时，过压阈值精度为 -1%至 +1%。

（四）其他特性

1. 过压故障到OV置位延迟：从(VOVTH - 1%)到(VOVTH + 1%)，延迟典型值为5μs。
2. OV故障毛刺抗扰度：在VOVTH +5%时，抗扰度为200ns。
3. RST泄漏电流：在VRST = Vov = VWDO = 5.5V时，泄漏电流最大值为1μA。

六、引脚配置与功能

（一）引脚配置

MAX16136采用8引脚TDFN封装，各引脚功能如下：	PIN	NAME	FUNCTION
1	VDD	电源输入，需用0.1μF电容将VDD旁路到地。
2	IN	监测输入，用于监测欠压/过压故障。当VIN超出欠压/过压阈值窗口时，RST置位，并在VIN回到窗口内后保持复位超时时间。
3	WDI	看门狗输入，内部看门狗定时器在WDI的下降沿或RST变高时清零。如果WDI在工厂调整的看门狗窗口内有另一个下降沿，WDO将保持未置位。超出该窗口的转换会导致WDO脉冲低电平。WDI不能浮空，需用100kΩ电阻接地以确保设备正常工作。
4	GND	接地
5	CLR	清除输入，在过压条件消除后，将CLR拉低tCLR脉冲持续时间可清除过压故障输出（OV）。CLR内部有一个50kΩ上拉电阻到VDD。
6	WDO	开漏看门狗输出，当WDI上两个连续的下降沿短于tWD_F时，WDO置低50ms；当WDI上两个连续的下降沿长于tWD_S时，WDO置低100ms。
7	RST	开漏复位输出，当VIN超出欠压/过压阈值窗口时，RST置低。在VIN进入窗口后，复位输出在复位超时时间后解除置位。
8	OV	过压故障输出，当IN引脚电压超过过压阈值设置时，OV锁存低电平。拉低CLR引脚tCLR脉冲宽度可清除锁存。
-	EP	裸露焊盘，连接到GND以提高散热能力，可在裸露焊盘下方添加散热过孔。

（二）内部框图

其内部框图展示了各个功能模块的连接和工作原理，包括窗口看门狗定时器、复位超时模块、过压锁存模块等，有助于工程师深入理解芯片的工作机制。

七、详细工作原理

（一）电源监测

MAX16136通过监测IN引脚的电压，与工厂调整的欠压/过压阈值进行比较。当IN引脚电压超出阈值范围时，RST引脚置低，触发复位操作。复位输出在电源电压回到阈值范围内后，会在设定的复位超时时间内保持低电平，确保系统有足够的时间进行复位和初始化。

（二）窗口看门狗工作原理

在正常运行时，微处理器或微控制器需要在快速看门狗超时时间（tWD_F）和慢速看门狗超时时间（tWD_S）内反复将WDI引脚拉低。如果WDI信号的两个连续下降沿过近（tWD < tWD_F），WDO引脚会脉冲低电平50ms；如果两个连续下降沿过远（tWD > tWD_S），WDO引脚会脉冲低电平100ms。只有当WDI信号的两个连续下降沿在快速和慢速看门狗超时窗口内时，看门狗定时器才会清零，WDO引脚保持未置位。

（三）过压故障处理

当IN引脚电压超过过压阈值时，OV引脚会锁存低电平。可以通过将CLR引脚拉低tCLR脉冲宽度来清除锁存的OV输出。需要注意的是，在设备处于过压状态时，CLR引脚的操作会被忽略。

八、应用设计要点

（一）设置输入阈值

根据系统电源的容差要求，可以将欠压/过压阈值工厂调整为±4%至±11%。以3.3V ±5%的电源电压为例，计算欠压/过压阈值的方法如下： [VINNOM =3.3 V] [TOL = pm 5 %] [V{U V T H}=V{I N _N O M}(1-5 %)=3.3 V-0.165 V=3.135 V] [V{OVTH }=V{I N _N O M}(1 + 5 %) = 3.3V (1 + 0.05) = 3.3V + 0.165V = 3.465V] 同时，考虑到±1%的阈值精度，欠压和过压阈值的精度范围分别为： [V{U V T H _A}=V{U V T H}(1 pm 1 %)=3.135 V(1 pm 0.03135 V)=3.135 V pm 0.03135 V] [V{OVTHA }=V{OVTH }(1 pm 1 %)=3.465 V(1 pm 0.03465 V)=3.465 V pm 0.03465 V]

（二）电源旁路与噪声免疫

MAX16136的工作电源范围为1.71V至5.5V，为了确保设备的正常工作，需要使用0.1μF的电容将VDD旁路到地，并且尽量靠近设备。这样可以提高设备的瞬态抗扰能力，同时将VDD的噪声限制在200mV峰峰值以内。

（三）选型指南

根据不同的应用需求，可以参考选择指南表来选择合适的型号。例如，对于3.3V电源，要求4%的容差、0.25%的迟滞、10ms的复位超时时间和8/80ms的窗口看门狗超时时间，可以选择MAX1613600/VY+T型号。

九、总结

MAX16136作为一款高精度的监控IC，具有多种强大的功能和特性，适用于各种对电源稳定性和系统可靠性要求较高的应用场景。通过合理设置输入阈值、做好电源旁路和噪声免疫等设计要点，工程师们可以充分发挥MAX16136的优势，提高系统的性能和可靠性。在实际应用中，你是否遇到过类似监控IC的使用问题呢？你又是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。