超低功耗看门狗定时器和手动复位监控IC：ADM8611/ADM8612/ADM8613/ADM8614/ADM8615

引言

在电子系统设计中，电源监控和系统复位的稳定性至关重要，尤其是在对功耗要求严苛的应用场景下。ADI公司的ADM8611/ADM8612/ADM8613/ADM8614/ADM8615系列超低功耗监控IC，为我们提供了出色的解决方案。接下来，我将从多个方面为大家详细介绍这些芯片。

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产品特性概述

低功耗优势

该系列芯片的功耗极低，典型值为(I_{CC}=92nA)，这使得它们在诸如便携式或电池供电设备等对功耗敏感的应用中表现出色。持续的监控功能且无空白时间，能够实时保障系统的稳定运行。

丰富的电压监控阈值选项

不同型号的芯片提供了多样化的预调节电压监控阈值选项。ADM8611有从2V到4.63V的10个选项；ADM8612/ADM8615具备从0.5V到1.9V的20个选项；ADM8613/ADM8614则提供从2.32V到4.63V的5个选项。并且在全温度范围内，阈值精度可达±1.3%，确保了在不同环境条件下的可靠性能。

其他实用特性

• 手动复位输入（ADM8611/ADM8612/ADM8613/ADM8615）：方便用户手动触发系统复位，典型复位超时时间为200ms。
• 低电压输入监控（ADM8612/ADM8615）：可监控低至0.5V的电压，进一步拓展了应用范围。
• 看门狗定时器（ADM8613/ADM8614/ADM8615）：能够监测微处理器的活动，若处理器在预设的超时时间内未能正常工作，将触发复位信号，保障系统的稳定运行。部分型号还具备看门狗功能禁用输入（ADM8613/ADM8614）和看门狗超时扩展输入（ADM8614）。
• 低电平有效、开漏RESET输出：方便与其他电路进行接口连接。
• 电源干扰免疫能力：有效避免因电源瞬变而导致的不必要复位。
• 小封装尺寸：采用1.46mm×0.96mm的WLCSP封装，节省电路板空间。
• 宽工作温度范围：-40°C至+85°C，适应各种复杂的工作环境。

应用领域

便携式和电池供电设备

如智能手机、平板电脑、可穿戴设备等。这些设备对功耗要求极高，而该系列芯片的超低功耗特性能够有效延长电池续航时间，提高设备的使用效率。

微处理器系统

在微处理器控制系统中，该系列芯片可实时监测电源电压和代码执行的完整性，确保系统在电源故障或程序出错时能够及时复位，保障系统的稳定运行。

能源计量和能源收集系统

在能源计量设备中，精确的电压监测和稳定的复位功能有助于提高计量的准确性；在能源收集系统中，低功耗特性可以最大程度地减少能量损耗，提高能源收集效率。

技术细节分析

工作原理

这些低功耗电压监控器通过监测输入电压，并将其与内部参考电压进行比较。当监测到的电压低于参考阈值时，RESET输出将被置位，使处理器保持复位状态；当监测电压高于阈值并持续一段时间（即复位超时时间）后，RESET输出将被释放，确保处理器在稳定的电源电压下正常工作。

电压监测输入

• ADM8611/ADM8613/ADM8614的VCC引脚既作为电源输入，又作为电压监测输入。为了保证芯片的稳定工作，建议在VCC和GND引脚之间靠近芯片处放置一个0.1μF的去耦电容。同时，在电源上电时，若VCC的上升速率过快（如在电池供电的应用中），可能会导致芯片工作异常，此时可使用RC滤波器来降低上升速率。
• ADM8612使用单独的引脚进行电源和电压监测，能够实现低至0.5V的电压监测阈值。

复位输出

所有型号的芯片都具有低电平有效、开漏的复位输出。对于ADM8611/ADM8613/ADM8614，当VCC大于0.9V时，输出状态有效；对于ADM8612和ADM8615，当VCC从0.9V上升到退出欠压锁定（ULVO）状态期间，输出保持低电平。当监测电压低于阈值时，RESET输出将在23μs至26μs（典型值）内被置位，确保系统能够迅速复位，避免出现危险或错误操作。

手动复位输入

ADM8611、ADM8612、ADM8613和ADM8615具有手动复位输入（MR）。当MR引脚被拉低时，复位输出将被置位；当MR从低电平变为高电平时，复位信号将保持一段时间（复位超时时间）后再释放。MR引脚内部有一个600kΩ的上拉电阻，未连接时输入为高电平。为了驱动MR输入，可以使用外部信号或按钮开关接地，并利用芯片内部集成的去抖电路来提高抗干扰能力。若需要更高的抗干扰性能，可在MR引脚和地之间连接一个0.1μF的电容。

看门狗定时器

ADM8613/ADM8614/ADM8615配备了看门狗定时器，用于监测微处理器的活动。当看门狗输入引脚（WDI）上发生逻辑电平转换时，定时器将被清零。如果定时器计数达到预设的超时时间（tWD），则会触发RESET输出。微处理器必须定期切换WDI引脚的电平，以避免被复位。除了WDI引脚的逻辑转换外，当VCC引脚出现欠压、WDT_SEL引脚状态切换或MR引脚被拉低时，看门狗定时器也会被清零。同时，通过将看门狗禁用输入（WD_DIS）引脚拉高，可以禁用看门狗定时器功能。

低功耗设计技巧

数字输入

这些芯片的数字输入采用CMOS技术来降低功耗。但当输入电压接近未定义的逻辑范围时，芯片的ICC会增加。为了减少这种影响，我们可以采取以下措施：

• 若数字输入不需要切换，可直接将其连接到VCC或GND引脚。
• 优先选择逻辑高电平接近芯片VCC的推挽输出驱动数字信号线。
• 对于逻辑高电平接近数字输入最低逻辑高规格的推挽输出，除非只在短时间内偶尔需要将输入拉为高电平，否则一般不建议使用。
• 可以使用带有上拉电阻到VCC的开漏输出驱动数字信号线，但这种方式更适合只在短时间内偶尔需要将输入拉为低电平的情况。

WDI输入

当使用逻辑高电平接近芯片VCC的推挽输入/输出驱动看门狗输入（WDI）时，无论输入是高电平还是低电平，系统都不会消耗额外的电流。为了降低总电流消耗，可以提高输入电平转换的速度。在看门狗超时时间内，一次高到低或低到高的电平转换就足以防止看门狗定时器触发复位输出。若使用逻辑高电平接近数字输入最低逻辑高规格的推挽输出驱动WDI，高电平输入可能会导致CMOS直通，增加芯片的偏置电流。此时，建议使用短正脉冲驱动WDI引脚，脉冲宽度应尽可能小，但要大于WDI输入所需的最小脉冲宽度。同样，若使用带有上拉电阻到VCC的开漏输入/输出驱动WDI，低电平输入会导致额外电流通过上拉电阻，可采用短负脉冲技术来减少长期电流消耗。

WD_DIS输入

对于ADM8613和ADM8614，看门狗禁用输入（WD_DIS）可在系统原型设计或上电时禁用看门狗功能，以便为处理器初始化提供额外时间。在复位信号释放后的上电过程中，若处理器需要时间配置输入/输出或使用开漏输入/输出驱动WD_DIS，则需要一个外部上拉电阻来保持看门狗功能禁用。上拉电阻的大小由WD_DIS引脚和驱动它的输入/输出的漏电流决定，其大小会影响驱动输入为低电平时的功耗。

选型与订购

型号选择

该系列芯片有多种型号可供选择，每种型号的功能和特性有所差异。具体的选择可参考以下表格：	设备编号	低电压监测	手动复位	看门狗定时器	看门狗禁用输入	看门狗超时选择输入
ADM8611	否	是	否	否	否
ADM8612	是	是	否	否	否
ADM8613	否	是	是	是	否
ADM8614	否	否	是	是	是
ADM8615	是	是	是	否	否

复位阈值和看门狗超时选项

不同型号的芯片还提供了多种复位阈值和看门狗超时选项，用户可以根据具体的应用需求进行选择。例如，ADM8611有10种不同的Vcc复位阈值选项，范围从2V到4.63V；ADM8613和ADM8615有两种看门狗超时选项等。详细信息可参考数据手册中的相关表格。

订购信息

并非所有的设备选项都作为标准型号销售，标准型号可在订购指南中查看。如需获取最新的标准型号列表，可访问Analog Devices的官方网站（www.analog.com/supervisory）。对于非标准型号，请联系Analog Devices的销售代表，但需要注意的是，样品和生产单位的交货期可能较长。

总结

ADM8611/ADM8612/ADM8613/ADM8614/ADM8615系列超低功耗监控IC以其丰富的功能、低功耗特性和小封装尺寸，为电子工程师在设计各种系统时提供了可靠的电源监控和复位解决方案。无论是在便携式设备、微处理器系统还是能源相关领域，这些芯片都能够发挥重要作用。在实际应用中，我们需要根据具体的需求合理选择型号，并运用相应的低功耗设计技巧，以实现系统的最佳性能。你在实际使用这类监控IC时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。