MAX6884/MAX6885：高度可配置的电源监控芯片

在电子系统设计中，电源监控是确保系统稳定运行的关键环节。今日要为大家介绍两款出色的电源监控芯片——MAX6884和MAX6885，它们是EEPROM可编程的六通道电源监控电路，具备高度可配置性，能满足多种复杂的电源监控需求。

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产品概述

MAX6884/MAX6885可监控六个电压检测输入、一个辅助输入和一个看门狗输入，并拥有三个可编程输出，适用于高度可配置的电源监控应用。手动复位和裕量禁用输入进一步增强了其灵活性。这两款芯片采用5mm x 5mm x 0.8mm的20引脚薄型QFN封装，工作温度范围为 -40°C至 +85°C，广泛应用于电信、网络系统、服务器、基站、存储设备等领域。

主要特性

1. 可配置输入电压检测器：六个可配置的输入电压检测器，阈值可编程范围为0.5V至3.05V（以10mV为增量）或1V至5.8V（以20mV为增量），支持主欠压和次欠压/过压阈值设置。
2. 可编程输出：三个可编程输出（RESET、UV/OV、WDO），可配置为开漏或弱上拉输出，输出逻辑为低电平有效，定时延迟范围为25µs至1600ms。
3. 裕量禁用和手动复位控制：提供裕量禁用和手动复位控制功能，方便进行系统测试和复位操作。
4. 内部参考或外部参考输入：内部1.25V参考电压或外部参考输入，10位内部ADC可对输入电压检测器、VCC和辅助输入进行采样。
5. 用户EEPROM：512位用户EEPROM，耐久性为100,000次擦除/写入周期，数据保留时间为10年。
6. 串行接口：SMBus/I2C兼容的串行配置/通信接口，阈值精度为±1%。

电气特性

工作电压与电流

• 工作电压范围为2.7V至5.8V，确保设备在该电压范围内能完全正常工作。
• 电源电流在不同条件下有所不同，例如在VIN1 = 5.8V，IN2 - IN6 = GND且无负载时，典型值为0.9mA，最大值为1.2mA；写入配置寄存器或EEPROM且无负载时，典型值为1.1mA，最大值为1.5mA。

阈值特性

• 阈值范围可根据不同的增量进行设置，如20mV、10mV和3.3mV增量，并且在不同温度和电压条件下具有一定的阈值精度，例如在TA = +25°C至 +85°C，VIN_ = 2.5V至5.8V（20mV增量）时，阈值精度为 -1%至 +1%。
• 阈值迟滞为0.3% VTH，阈值温度系数为10ppm/°C，阈值差分非线性为 -1至 +1 LSB。

输入输出特性

• 输入阻抗在VIN < IN1 - IN4的最高值且VIN < VCC时，典型值为200kΩ，最小值为130kΩ，最大值为300kΩ。
• 输入泄漏电流在IN_高阻抗时，范围为 -150nA至 +150nA。
• 输出低电平在ISINK = 4mA且输出有效时，最大值为0.4V；输出开漏泄漏电流在输出高阻抗时，范围为 -1µA至 +1µA；输出上拉电阻在VRESET、VUV/OV、VWDO = 2V时，典型值为10kΩ，最小值为6.6kΩ，最大值为15.0kΩ。

引脚功能

电源相关引脚

• VCC：内部电源电压，需使用1µF陶瓷电容尽可能靠近器件旁路到GND，为内部电路供电。
• DBP：内部数字电源电压，同样使用1µF陶瓷电容旁路到GND，为EEPROM存储器、内部逻辑电路和可编程输出供电。

输入引脚

• IN1 - IN6：电压检测输入，每个输入可设置两个阈值（欠压和欠压/过压），阈值可编程范围为0.5V至3.05V（10mV增量）、1V至5.8V（20mV增量）或0.1667V至1.0167V（3.3mV增量）。
• AUXIN（仅MAX6884）：辅助输入，内部10位ADC可对其输入电压进行转换，输入电压范围可达1.25V，不影响可编程输出。
• MR：手动复位输入，可编程使RESET和/或UV/OV在MR有效时置位。
• MARGIN：裕量输入，当MARGIN为低电平时，可使可编程输出保持现有状态，用于系统级测试。
• REFIN（仅MAX6884）：参考电压输入，可选择内部或外部参考电压，外部参考电压范围为1.225V至1.275V。

输出引脚

• RESET：复位输出，可配置为开漏或弱上拉，低电平有效，可根据多种条件置位。
• UV/OV：欠压/过压输出，同样可配置为开漏或弱上拉，低电平有效，依赖于多个输入条件。
• WDO：看门狗定时器输出，可配置为开漏或弱上拉，低电平有效，当看门狗定时器超时未收到有效信号时置位。

功能原理

电压检测与阈值设置

每个电压检测输入都有可编程的主欠压和次欠压/过压阈值。通过设置相应的寄存器，可以实现不同范围和增量的阈值设置。例如，要设置1V至5.8V范围（20mV增量）的阈值，可通过编程相关寄存器位来实现。

ADC功能（仅MAX6884）

内部10位ADC通过多路复用器每200ms自动对IN1 - IN6、AUXIN和VCC的电压进行转换，并将数据存储在相应的寄存器中。ADC对可编程输出无影响，但其数据可通过串行接口读取。

看门狗定时器

看门狗定时器用于监控微处理器的软件执行情况，当微处理器出现故障或陷入无限循环时，可通过WDO输出进行复位操作。看门狗定时器具有独立的初始和正常超时周期，范围为6.25ms至102.4s，可通过编程相关寄存器进行设置。

可编程输出配置

RESET、UV/OV和WDO输出可根据不同的输入条件和配置进行置位或复位。例如，RESET可依赖于MR、UV/OV、WDO或任何可编程的主电压检测输入；UV/OV可依赖于MR、RESET或任何可编程的次电压检测输入。每个输出都可配置为开漏或弱上拉，并且有可编程的定时延迟。

配置与使用

电源供应

MAX6884/MAX6885可从电压检测输入IN1 - IN4或外部提供的VCC获取电源。通过虚拟二极管或方案选择供电输入，内部滞后确保在多个输入电压相近时，最初供电的输入继续为设备供电。外部供电时，VCC必须比IN - IN4的任何电压高至少200mV，并且要先将VCC上电。

寄存器配置

设备的配置通过配置寄存器和EEPROM实现。配置寄存器可在设备上电后通过串行接口直接修改，修改后立即生效，但断电后数据丢失。EEPROM用于存储非易失性配置信息，上电时数据会从EEPROM加载到配置寄存器。可通过写字节、块写等协议对寄存器和EEPROM进行操作。

软件重启

软件重启可在不循环电源的情况下将EEPROM配置恢复到易失性寄存器。使用发送字节命令（数据字节为C4h）可启动软件重启，重启后同样有2.5ms（最大）的上电延迟。

串行接口通信

MAX6884/MAX6885采用I2C/SMBus兼容的2线串行接口，包括串行数据线（SDA）和串行时钟线（SCL）。主设备通过发送适当的地址、命令和数据字与设备进行通信，通信过程遵循特定的协议，如发送字节、写字节、块写、读字节和块读等协议。

应用建议

布局与旁路

为了获得更好的抗噪声性能，应将每个电压检测输入通过0.1µF电容尽可能靠近器件旁路到GND，同时将VCC和DBP通过1µF电容旁路到GND。需要注意的是，VCC和DBP是内部生成的电压，不应用于为外部电路供电。

配置延迟

在修改配置寄存器时，除了改变电压检测阈值外，配置更改实际生效的延迟小于5µs；而改变电压检测阈值通常需要150µs。修改EEPROM内容后，需要进行软件重启或循环电源才能将更改传输到易失性存储器。

电源上电配置下载

设备上电时配置取决于EEPROM的内容。上电过程中，可编程输出在无电源时为高阻抗；当VCC或IN1 - IN4超过1V时，所有可编程输出置为低电平；当超过UVLO（2.5V）时，配置EEPROM将内容下载到易失性配置寄存器，下载时间最长为2.5ms。在下载完成前尝试与设备通信会导致设备发出NACK信号。

MAX6884/MAX6885以其高度可配置性和丰富的功能，为电子工程师在电源监控设计中提供了强大的工具。通过合理配置和使用这些芯片，可以有效提高系统的稳定性和可靠性。在实际应用中，大家可以根据具体需求对芯片进行灵活配置，充分发挥其性能优势。大家在使用这两款芯片时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。