深入解析onsemi NCP308/NCV308：低静态电流可编程延迟监控电路

在电子设备的设计中，电源监控和复位功能至关重要，它能确保系统在各种复杂环境下稳定运行。onsemi推出的NCP308系列监控电路IC，为工程师们提供了一种可靠的解决方案。今天，我们就来深入了解一下这款产品。

文件下载：NCP308-D.PDF

产品概述

NCP308系列是onsemi监控电路IC家族的一员，主要用于监控0.405V至5.5V的系统电压。当监测到电压异常时，它会输出一个低电平有效的开漏RESET信号，同时还具备手动复位（MR）输入功能。该系列产品有固定阈值电压版本和外部可调版本，能满足不同的应用需求。

产品特性亮点

电源与电流特性

• 宽电源电压范围：支持1.6V至5.5V的电源电压，这使得它能适应多种不同的电源系统，无论是低电压的电池供电设备，还是标准的5V电源系统，都能稳定工作。
• 低静态电流：仅1.6μA的静态电流，对于那些对功耗敏感的应用，如便携式设备和电池供电产品来说，能有效延长电池续航时间。

阈值电压选项

• 固定阈值版本：提供了多种标准电压轨的固定阈值电压版本，包括0.9V、1.2V、1.25V、1.5V、1.8V、1.9V、2.5V、2.8V、3.0V、3.3V和5.0V，方便工程师根据具体需求选择合适的版本。
• 可调版本：可调版本的最低阈值电压可达0.405V，通过外部电阻分压器，可用于监测任意高于0.405V的电压，具有很高的灵活性。

高精度与其他特性

• 高阈值电压精度：典型精度为0.31%，能确保对电压的精确监测，减少误触发的可能性。
• 手动复位输入：支持手动复位输入（MR），方便在需要时手动触发复位操作。
• 开漏RESET输出：RESET输出为开漏结构，可根据需要选择推挽输出。同时，该输出结构允许复位信号的电压高于VDD（最高可达5.5V）。
• 灵活的延迟时间可编程：延迟时间可在1.25ms至10s之间灵活编程，能满足不同系统对复位延迟时间的要求。
• 宽温度范围：工作温度范围为 -40°C至 +125°C，适用于各种恶劣的工作环境。
• 小型封装：采用TSOP - 6和WDFN6 2 x 2 mm的无铅封装，节省电路板空间，适合小型化设计。
• 汽车级应用支持：NCV前缀的产品适用于汽车和其他有特殊要求的应用，符合AEC - Q100标准，具备PPAP能力。

典型应用场景

NCP308系列适用于多种应用场景，包括但不限于：

• DSP或微控制器应用：确保DSP或微控制器在电源异常时能及时复位，保证系统的稳定性。
• 笔记本/台式电脑：监控电脑电源，防止因电压波动导致系统崩溃。
• PDA/手持产品：低功耗特性适合这类电池供电的设备，延长电池使用时间。
• 便携式/电池供电产品：同样得益于低功耗和宽电源电压范围，能为便携式设备提供可靠的电源监控。
• FPGA/ASIC应用：保障FPGA和ASIC在复杂的工作环境下稳定运行。

引脚功能解析

引脚说明

引脚编号	引脚名称	描述
6	VDD	电源电压，靠近该引脚放置一个0.1μF的陶瓷电容有助于抑制瞬态干扰。
5	SENSE	感测输入，用于监测电压。当该引脚电压低于阈值电压VIT时，RESET信号被触发。该引脚不一定监测VDD，可根据需要连接到其他电压源。
3	CT	复位延迟时间设置引脚。通过40kΩ至200kΩ的电阻连接到VDD可设置固定的复位延迟时间；连接一个电容（≥100pF）到地可实现用户可编程的复位延迟时间。
4	MR	手动复位输入，低电平有效。MR引脚内部通过一个90kΩ的上拉电阻连接到VDD，若不需要使用手动复位功能，该引脚可悬空。
1	RESET	复位输出，低电平有效。当SENSE引脚电压低于VIT或MR引脚为低电平时，RESET信号被触发，并在延迟时间内保持低电平。该引脚需要连接一个10kΩ至1MΩ的上拉电阻。
2	GND	接地端，应连接到PCB的接地参考点。

真值表

MR	SENSE > VIT	RESET
L	N	L
L	Y	L
H	N	L
H	Y	H

从真值表可以清晰地看出，只要MR为低电平或者SENSE引脚电压低于VIT，RESET信号就会被触发。

电气特性与性能

最大额定值

在使用NCP308系列产品时，需要注意其最大额定值，超过这些值可能会损坏设备。例如，输入电压范围VDD为 -0.3V至 +6.0V，CT引脚电压范围为 -0.3V至VDD + 0.3V（最大6.0V）等。同时，该系列产品具备一定的ESD保护能力，能承受人体模型（HBM）±2.0kV、机器模型（MM）±100V和充电设备模型（CDM）500V的静电放电。

电气特性参数

在特定的工作条件下（1.6V ≤ VDD ≤ 5.5V，Rpullup = 100kΩ，CLRESET = 50pF，工作温度范围 -40°C至 +125°C），NCP308系列产品具有一系列电气特性参数。例如，负向SENSE阈值电压精度在不同温度范围内有所不同，典型值为±0.75%至 +1.75%；RESET输出的低电平电压在特定条件下有相应的要求等。这些参数为工程师在设计电路时提供了重要的参考依据。

详细工作原理

复位信号触发

NCP308系列产品在SENSE引脚电压低于VIT或者手动复位输入（MR）为低电平时，会触发RESET信号。RESET输出在MR和SENSE电压都回到各自的阈值以上后，会保持一段时间的低电平，这段时间就是可编程的延迟时间。

延迟时间设置

NCP308提供了三种设置复位延迟时间的方式：

• CT连接到VDD：通过40kΩ至200kΩ的电阻将CT引脚连接到VDD，可设置固定的300ms延迟时间。
• CT引脚悬空：CT引脚不连接时，延迟时间固定为20ms。
• 连接电容：在CT引脚和地之间连接一个电容（≥100pF），可实现1.25ms至10s的用户可编程延迟时间。电容值可根据公式CT(nF) = (tD(s) - 0.5 × 10⁻³(s)) × 175计算得出。需要注意的是，要考虑CT引脚的寄生电容，以避免复位延迟时间出现偏差或误差。

SENSE输入

SENSE输入应直接连接到被监测的电压。为了防止误触发复位操作，比较器内置了迟滞功能。同时，在SENSE输入引脚放置一个1nF至10nF的旁路电容，可以降低其对瞬态干扰和布局寄生的敏感性。对于NCP308XXADJ版本，可通过外部电阻分压器监测低至0.405V的电压，新的阈值电压VIT'可通过公式VIT' = (R1/R2 + 1) × VIT计算得出。

手动复位输入（MR）

手动复位输入（MR）允许处理器或其他逻辑电路发起复位操作。当MR为低电平时，RESET信号被触发。当MR回到高电平且SENSE电压高于复位阈值后，RESET信号在CT引脚设置的延迟时间后解除。由于MR引脚内部通过一个90kΩ的上拉电阻连接到VDD，若不需要使用手动复位功能，该引脚可悬空。此外，MR还可用于监测多个系统电压，例如确保某些DSP/处理器的I/O电源电压在核心电压之前建立，只有当I/O和核心电压都建立后，DSP/处理器才能启动。

订购信息

文档中提供了详细的订购信息，包括不同型号的阈值电压、标称监测电压、标记、封装和包装形式等。需要注意的是，部分型号已经停产，在选择时应参考文档中的相关说明。

总结

onsemi的NCP308/NCV308系列监控电路IC以其宽电源电压范围、低静态电流、灵活的阈值电压选项和可编程的延迟时间等特性，为电子工程师在设计电源监控和复位电路时提供了一个可靠且灵活的解决方案。无论是在消费电子、工业控制还是汽车电子等领域，都能发挥重要作用。在实际应用中，工程师们可以根据具体的需求选择合适的型号，并合理设置各个引脚的参数，以确保系统的稳定运行。你在使用类似监控电路IC时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。