MAX16041/MAX16042/MAX16043：多电压监控与排序电路的理想之选

在电子设计领域，对于多电压系统的监控和排序是一个关键环节。Maxim Integrated推出的MAX16041/MAX16042/MAX16043系列产品，为多电压系统的设计提供了强大而灵活的解决方案。今天，我们就来深入了解一下这三款产品。

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产品概述

MAX16041/MAX16042/MAX16043是采用小型薄型QFN封装的双/三/四电压监控器和排序器。它们具有极大的设计灵活性，允许通过逻辑输入选择固定和可调阈值，并通过小型外部电容器提供序列定时，适用于各种多电压应用。

产品特性

1. 多电压监控与排序

• 监控电压数量：MAX16041可监控2个电压，MAX16042可监控3个电压，MAX16043可监控4个电压。
• 独立输出：每个监控输入都有独立的开漏输出，能够支持高达28V的电压，可与各种DC - DC稳压器的关断和使能输入接口。
• 复位功能：具备推挽式复位功能，只有在所有独立监控的电压超过其阈值后才会释放复位信号。复位超时时间可以内部固定或外部调整。

2. 宽工作电压范围

工作电压范围为2.2V至28V，能适应多种电源环境。

3. 精确的阈值监控

• 固定阈值：为3.3V、2.5V、1.8V、1.5V和1.2V系统提供固定阈值。
• 可调阈值：可精确监控低至0.5V的电压，精度可达1.5%。

4. 灵活的延迟设置

具有固定（最小140ms）/电容可调的延迟定时功能，可根据实际需求进行调整。

5. 丰富的逻辑控制

• 使能输入：每个监控电压都有独立的使能输入，可独立关闭电源良好输出。
• 阈值选择：提供9种逻辑可选的阈值选项，可通过两个阈值选择逻辑输入进行选择。
• 手动复位和容差选择：具备手动复位和5%/10%容差选择输入。

6. 小型封装与宽温度范围

采用4mm x 4mm TQFN封装，体积小巧。工作温度范围为 - 40°C至 + 125°C，能适应恶劣的工作环境。

应用领域

• 多电压系统：为复杂的多电压系统提供监控和排序功能。
• DC - DC电源：确保DC - DC电源的稳定运行。
• 服务器/工作站：保障服务器和工作站的电源安全。
• 存储系统：为存储系统的电源管理提供支持。
• 网络/电信设备：满足网络和电信设备对电源监控和排序的需求。

引脚配置与功能

1. 电源引脚

• VCC：电源电压输入，连接2.2V至28V的电源电压为设备供电。当VCC低于欠压锁定（UVLO）阈值时，所有输出为低电平。对于噪声较大的系统，需用0.1μF电容将VCC旁路至GND。

  2. 监控输入引脚

• IN1 - IN4：监控输入引脚。当输入电压超过其阈值时，相应的输出在电容可调的延迟周期后变为高电平；当输入电压低于阈值时，输出在传播延迟后变为低电平。

  3. 使能输入引脚

• EN1 - EN4：高电平有效逻辑使能输入。将其驱动为低电平会使相应的输出变为低电平，无论输入电压如何；驱动为高电平可启用监控比较器。

  4. 阈值选择引脚

• TOL：阈值容差输入。连接到GND可选择比标称值低5%的阈值，连接到VCC可选择比标称值低10%的阈值。
• TH1、TH0：阈值选择输入，可与VCC或GND连接，或保持开路，与TH0配合选择输入电压阈值选项。

  5. 输出引脚

• OUT1 - OUT4：开漏输出。当相应的IN_输入电压低于其指定阈值或EN_变为低电平时，OUT_变为低电平；当EN_为高电平且VIN高于其阈值时，OUT_在延迟后变为高电平。
• RESET：低电平有效复位输出。当任何监控电压低于其阈值、任何EN_变为低电平或MR被置位时，RESET置为低电平；在所有监控电压超过其阈值、所有EN_为高电平、所有OUT_为高电平且MR释放后，RESET在复位超时期间保持低电平。

  6. 电容调节引脚

• CRESET：电容可调复位延迟输入。连接外部电容到GND可设置复位超时时间，连接到VCC可使用默认的140ms最小复位超时时间，保持开路可使用内部传播延迟。
• CDLY1 - CDLY4：电容可调延迟输入。连接外部电容到GND可设置IN_到OUT_的延迟周期，保持开路可使用内部传播延迟。

电气特性

1. 电源相关特性

• 工作电压范围：2.2V至28V。
• 欠压锁定：UVLO阈值为1.8V - 2.0V，滞回为50mV。
• VCC电源电流：根据不同的VCC电压和输出状态有所不同，例如VCC = 3.3V时，典型值为40μA。

  2. 输入特性

• 输入阈值：提供多种固定和可调阈值选项，可根据TOL引脚的连接选择不同的容差。
• 输入滞回：输入上升时的滞回为0.5%。
• 输入电阻：固定阈值时为500 - 918kΩ。
• 输入电流：可调阈值时，当VIN_ = 1V，输入电流为 - 100nA至 + 100nA。

  3. 输出特性

• 输出低电压：根据不同的VCC和灌电流大小，输出低电压有所不同，例如VCC ≥ 1.2V，灌电流为90μA时，输出低电压最大为0.3V。
• 输出高电压：推挽输出时，VCC ≥ 3V，拉电流为500μA时，输出高电压为0.8 x VCC。
• 输出泄漏电流：开漏输出未置低时，输出泄漏电流最大为1μA。

  4. 复位特性

• 复位超时周期：当CRESET = VCC，VCC = 3.3V时，复位超时周期为140 - 260ms。

  5. 时序特性

• IN_到OUT_传播延迟：IN_上升且CDLY_开路时，传播延迟典型值为35μs；IN_下降且CDLY_开路时，传播延迟典型值为20μs。
• IN_到RESET传播延迟：CRESET开路，IN_下降时，传播延迟典型值为35μs。
• EN_或MR干扰抑制：典型值为280ns。
• EN_到OUT_延迟：从设备使能到禁用的延迟典型值为3μs，从设备禁用到使能（CDLY_开路）的延迟典型值为30μs。
• MR到RESET延迟：MR下降时，延迟典型值为3μs。

应用信息

1. 阈值容差选择

通过TOL引脚可选择5%或10%的阈值容差，连接TOL到GND选择比标称值低5%的阈值，连接到VCC选择比标称值低10%的阈值。

2. 可调输入设置

对于可调阈值输入，可通过连接电阻分压器网络来设置阈值电压。计算公式为： [V{INTH}=V{TH} timesleft(1+frac{R 1}{R 2}right)] 其中，VTH为可调阈值电压，可根据TOL引脚的连接选择不同的值。选择合适的外部电阻需要在精度和功耗之间进行平衡，因为输入泄漏电流会影响阈值电压的准确性，使用较低阻值的电阻可减少误差，但会增加电阻的功耗。

3. 未使用输入处理

将任何未使用的IN_和EN_输入连接到VCC。

4. OUT_输出

开漏输出需要外部上拉电阻，上拉电压范围为0至28V。输出状态根据EN_和VIN的状态而定，当VCC低于UVLO阈值时，所有输出为低电平。

5. RESET输出

RESET输出在任何监控电压低于阈值、任何EN_变为低电平或MR被置位时置为低电平，在所有条件满足后，在复位超时期间保持低电平。

6. 可调复位超时周期

通过连接CRESET到VCC可使用内部固定的复位超时时间（最小140ms），也可通过连接电容到GND来调整复位超时时间。计算公式为： [t{RP}=frac{V{TH-RESET }}{I{CH-RESET }} × C{CRESET }+30 × 10^{-6}]

7. 可调延迟

当VIN高于VTH且EN_为高电平时，内部250nA电流源开始对连接在CDLY_到GND的外部电容充电，当CDLY_电压达到1V时，OUT变为高电平。延迟时间计算公式为： [t{DELAY }=frac{V{TH-CDLY }}{I{CH-CDLY }} × C_{CDLY}+35 × 10^{-6}]

8. 手动复位输入

MR为低电平时，RESET置为低电平，在MR返回高电平后，RESET在复位超时期间保持低电平。MR输入有500nA的内部上拉电阻，若不使用可保持未连接状态。可通过连接常开瞬时开关到GND实现手动复位功能，无需外部去抖电路。在噪声环境中，可连接0.1μF电容到GND以提供额外的抗噪能力。

9. 上拉电阻值

开漏输出的上拉电阻值并非关键，但需要考虑在设备灌电流时确保正确的逻辑电平。例如，当VCC = 2.25V，上拉电压为28V时，上拉电阻应大于56kΩ；当VCC = 12V时，上拉电阻应大于24kΩ。

10. 电源旁路

设备工作电压范围为2.2V至28V，当VCC低于UVLO阈值时，所有输出为低电平。对于噪声较大的系统或VCC上有快速上升的瞬态信号，应在VCC和GND之间靠近设备处连接0.1μF陶瓷电容，以提供更好的抗噪和抗瞬态能力。

11. 确保VCC降至0V时的有效复位输出

当VCC降至1.2V以下时，输出灌电流能力下降。为确保VCC降至0V时输出有效，可在RESET和GND之间连接100kΩ电阻。

典型应用电路

1. 多输出排序应用

MAX16042可配置为多输出排序应用，通过合理设置监控输入和输出，实现对多个电压的有序监控和排序。

2. 电源排序应用

MAX16043可用于使用n沟道MOSFET的电源排序应用，利用n沟道MOSFET的低导通电阻特性，降低MOSFET上的损耗。

总结

MAX16041/MAX16042/MAX16043系列产品以其丰富的功能、灵活的配置和良好的性能，为多电压系统的设计提供了全面的解决方案。无论是在监控精度、延迟设置还是逻辑控制方面，都能满足工程师的各种需求。在实际应用中，工程师们可以根据具体的设计要求，合理选择和配置这些产品，以实现高效、稳定的多电压系统。你在使用这类多电压监控和排序电路时，遇到过哪些挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验。