探索ISL8700、ISL8701和ISL8702可调四通道序列器的奥秘

在电子设计领域，电源管理和时序控制是至关重要的环节。今天，我们将深入探讨RENESAS的ISL8700、ISL8701和ISL8702这三款可调四通道序列器，看看它们如何在电源管理和系统时序控制中发挥重要作用。

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产品概述

ISL8700、ISL8701和ISL8702系列IC为高性能DSP、FPGA、µP和各种子系统提供了关键的电源排序功能。这些IC能够在监控输入电压的同时，提供四个可调节延迟的序列输出，而且所需的外部组件极少。ISL8700和ISL8701的工作电压范围为+2.5V至+24V，而ISL8702的工作电压范围为+2.5V至+12V。它们都具备用户可调节的功能，包括从欠压（UV）和过压（OV）合规到序列启动的时间，以及后续使能输出信号的延迟时间。

产品特性

可调节延迟功能

• 后续使能信号延迟可调：通过外部电阻，用户可以灵活调整后续使能输出信号的延迟时间，以满足不同系统的时序要求。
• 序列自动启动延迟可调：在自动启动模式下，可通过外部电容调节从UV和OV电压合规到序列启动的时间。

  分布式电压监控

• 可调分布式电压监控：能够监控输入电压，确保其在设定的欠压和过压范围内，保证系统的稳定运行。

  I/O选项丰富

• 使能信号选择：ISL8700和ISL8702提供ENABLE信号，ISL8701提供ENABLE#信号，ISL8702还额外提供SEQ_EN输入，用于序列开关操作和电压窗口合规报告。
• 电压合规故障输出：FAULT输出可指示输入电压是否超出设定的UV和OV窗口范围。

  环保设计

• 无铅（符合RoHS标准）：产品采用无铅材料，符合环保要求。

电气规格

电压阈值和电流参数

• UV和OV输入：UV/OV上升阈值为1.16 - 1.28V，下降阈值为1.06 - 1.18V，滞后为104mV，输入电流为10nA。
• TIME和使能输出：TIME引脚充电电流为2.6µA，阈值为1.9 - 2.25V。从VIN有效到ENABLE_A的时间可根据不同的CTIME电容值进行调节，如CTIME = 10nF时为7.7ms，CTIME = 500nF时为435ms。
• 序列使能和故障I/O：VIN有效到FAULT低电平的时间为15 - 50µs，VIN无效到FAULT高电平的时间为0.5µs。

  偏置电流和电源复位

• IC电源电流：在不同的VIN电压下，IC电源电流有所不同，如VIN = 12V时为246µA（典型值）。
• VIN电源复位：VIN从低到高时，电源复位阈值为2.08 - 2.5V。

引脚描述

每个引脚都有其特定的功能，例如：

• ENABLE_D、ENABLE_C、ENABLE_B、ENABLE_A：分别为四个可调节延迟的序列输出引脚，根据不同的型号，输出信号的极性可能为高电平有效（ISL8700、ISL8702）或低电平有效（ISL8701）。
• OV和UV：用于监控输入电压的过压和欠压情况，当电压超出设定阈值时，四个使能输出将被拉低。
• TIME：提供2.6µA的电流输出，通过连接到地的电容来调节VIN有效到序列启动的延迟时间。
• TB、TC、TD：通过连接到地的电阻来确定后续使能输出之间的延迟时间。

功能描述

电源启动过程

在初始偏置电压（VIN）施加时，ISL8700和ISL8702的使能输出在VIN = 1V时保持低电平，而ISL8701的使能输出跟随VIN上升。当VIN超过电源复位阈值（POR）2.0V时，开始持续监控输入电压的合规性。一旦UV > 1.22V且SEQ_EN引脚为高电平或开路，TIME引脚开始以2.6µA的电流对外部电容充电，当TIME引脚电压超过内部参考电压（VTIME_VTH）时，ISL8700和ISL8702的ENABLE_A输出通过外部上拉电阻拉高，ISL8701的ENABLE#_A输出拉低。

序列输出顺序

一旦ENABLE_A激活，计数器开始工作，通过TB、TC和TD引脚上的电阻分别控制ENABLE_B、ENABLE_C和ENABLE_D的激活延迟时间，完成A - B - C - D的序列输出顺序。在序列过程中，如果检测到OV或UV事件，所有四个使能输出将立即返回复位状态。

ISL8702的特殊功能

ISL8702还支持通过SEQ_EN输入引脚进行序列开关操作。当SEQ_EN引脚为低电平时，序列启动；当SEQ_EN引脚为高电平时，序列关闭，关闭顺序为D - C - B - A。

编程设置

欠压和过压限制编程

在选择电阻分压器时，需要考虑功率损耗和噪声免疫力。通常建议总分压器电阻在10kΩ至1000kΩ范围内，并使用高精度电阻以减少监测误差。通过合理选择三个电阻（Ru、Rm和Rl）的比值，可以实现所需的UV和OV跳闸电平。例如，对于12V ±10%的电压范围，可以计算出合适的电阻值。

使能输出延迟编程

• VIN有效到ENABLE_A的延迟：通过TIME引脚上的电容值来确定，计算公式为CTIME = tVINSEQpd / 770kΩ。
• 后续使能输出之间的延迟：通过TB、TC和TD引脚上的电阻值来确定，计算公式为RTX = tdel / 1667nF。

应用使用

ISL870xEVAL1平台

ISL870xEVAL1平台是评估这些序列器的主要工具。该评估板配备了ISL8702，并提供了多个测试点，如VIN、VHI和VMONITOR，方便用户进行灵活的评估。通过监测VMONITOR电压的变化，可以观察到FAULT输出信号的变化，以及ENABLE输出的序列启动和关闭过程。

应用注意事项

• 低电压应用：在低电压应用中，需要额外的滤波措施来减少电源输入的系统噪声，确保电压序列操作的正确性。同时，用户编程的UV阈值应设置在ISL8700 IC的内部POR电平之上。
• 引脚耦合问题：ENABLE_X引脚与敏感的UV和OV引脚之间的耦合可能导致误检测。可以通过在UV和使能/故障信号之间添加接地走线、减小连接到UV和OV的电阻值或添加小的去耦电容来解决这个问题。
• 热插拔应用：在热插拔应用中，需要在VIN引脚上添加RC滤波器，以防止高dv/dt瞬变。

总结

ISL8700、ISL8701和ISL8702可调四通道序列器为电子工程师提供了强大的电源管理和时序控制解决方案。它们的可调节功能、丰富的I/O选项和低外部组件需求，使得它们在各种应用中都具有很高的实用性。在实际设计中，工程师需要根据具体的应用需求，合理设置欠压和过压限制以及使能输出延迟，同时注意应用中的一些问题，以确保系统的稳定运行。你在使用类似的序列器时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。