【導讀】dianyajiankongqitongguojiankongdianyuan
，zaidianyuanfashengguzhangshijiangweikongzhiqizhiyufuweimoshi，kefangzhixitongchuxiancuowuheguzhang，congertigaojiyuweikongzhiqixitongdekekaoxing。raner，zaosheng

、電dian壓ya毛mao刺ci和he瞬shun變bian等deng電dian源yuan缺que陷xian都dou可ke能neng會hui導dao致zhi誤wu複fu位wei問wen題ti，從cong而er影ying響xiang係xi統tong行xing為wei。本ben文wen介jie紹shao電dian壓ya監jian控kong器qi如ru何he解jie決jue可ke能neng觸chu發fa誤wu複fu位wei的de因yin素su，以yi提ti高gao係xi統tong性xing能neng和he可ke靠kao性xing。

摘要

dianyajiankongqitongguojiankongdianyuan，zaidianyuanfashengguzhangshijiangweikongzhiqizhiyufuweimoshi，kefangzhixitongchuxiancuowuheguzhang
，congertigaojiyuweikongzhiqixitongdekekaoxing。raner

，zaosheng、電dian壓ya毛mao刺ci和he瞬shun變bian等deng電dian源yuan缺que陷xian都dou可ke能neng會hui導dao致zhi誤wu複fu位wei問wen題ti，從cong而er影ying響xiang係xi統tong行xing為wei。本ben文wen介jie紹shao電dian壓ya監jian控kong器qi如ru何he解jie決jue可ke能neng觸chu發fa誤wu複fu位wei的de因yin素su，以yi提ti高gao係xi統tong性xing能neng和he可ke靠kao性xing。

簡介

對於需要使用現場可編程門陣列(FPGA)、微處理器、shuzixinhaochuliqiheweikongzhiqijinxingshujujisuanhechulideyingyong，doubixuquebaogeqijiannenggouanquankekaodiyunxing。youyuzhexieqijianzhinengzaiyidingdedianyuanrongchafanweineiyunxing
，yinciduidianyuandeyaoqiuhengao。1電壓監控器可用於保持係統穩定可靠運行。當電源出現意外故障（例如欠壓或過壓）時shi，電dian壓ya監jian控kong器qi可ke立li即ji觸chu發fa操cao作zuo，將jiang係xi統tong置zhi於yu重zhong置zhi模mo式shi。然ran而er，它ta在zai監jian控kong電dian源yuan軌gui中zhong的de電dian壓ya時shi也ye會hui麵mian對dui一yi些xie幹gan擾rao因yin素su，這zhe可ke能neng會hui觸chu發fa不bu必bi要yao的de誤wu複fu位wei輸shu出chu。這zhe些xie幹gan擾rao包bao括kuo電dian源yuan噪zao聲sheng、電壓瞬變和可能來自電源電路本身的毛刺。

本文將討論電壓監控器中有助於解決這些電源噪聲

、電壓瞬變和毛刺問題的不同參數。此外還將討論這些參數在監控電源時如何提高電壓監控器的可靠性，以提高係統在應用中的可靠性。

係統中的電源噪聲、電壓瞬變和毛刺

電源本身存在缺陷。直流電路中始終存在耦合的噪聲偽影，這些偽影可能來自電源電路元件本身、其他電源的噪聲以及係統產生的其他噪聲。如果直流電源是開關電源(SMPS)，這些問題可能會更嚴重。SMPS會產生與開關頻率相關的開關紋波。在開關轉換期間還會發生高頻開關瞬變。這些開關轉換操作是功率MOSFET的快速導通關斷引起的。圖1所示為應用電路，其中MAX705監控器用於監控開關穩壓器的輸出（即微控製器的電壓源）是否存在任何問題。

圖1.MAX705監控器用於監控開關穩壓器輸出

，這也是微控製器的輸入電壓源。

chulewentaiyunxingzaoshengweiyingwai

，dianyuanzhonghaicunzaidianyashunbiangengweimingxiandeqingkuang。zaiqidongguochengzhong
，tongchanghuiguanchadaoyudianyuanfankuihuanluxiangyingxiangguandedianyashuchuguochong，suihouhuichuxianyiduanshijiandedianyazhenling，zhizhidianyawending。ruguoweiduifankuihuanlubuchangzhijinxingyouhua，zhezhongzhenlingkenenghuigengyanzhong。zaishuntaihuodongtaifuzaiqijianyekeyiguanchadaodianyaguochongheqianchong。zaijutiyingyongzhong
，youshifuzaixuyaogengduodianliulaizhixingfuzadeguocheng，congerdaozhidianyaqianchong。lingyifangmian，lijihuoyikuaisuxieposulvjianshaofuzaijianghuidaozhidianyaguochong。youyuwaibuyinsu
，dianyuanyekenengchuxianduanshidianyamaoci。tu2顯示在不同場景下，電源電壓可能出現不同的電壓瞬變和毛刺。

圖2.針對不同場景下的電源電壓可觀察到的電壓瞬變和毛刺。

係(xi)統(tong)中(zhong)還(hai)可(ke)能(neng)會(hui)出(chu)現(xian)與(yu)電(dian)源(yuan)電(dian)壓(ya)無(wu)關(guan)的(de)電(dian)壓(ya)瞬(shun)變(bian)
，例(li)如(ru)在(zai)某(mou)些(xie)應(ying)用(yong)的(de)機(ji)械(xie)開(kai)關(guan)或(huo)導(dao)電(dian)卡(ka)等(deng)用(yong)戶(hu)界(jie)麵(mian)發(fa)生(sheng)瞬(shun)變(bian)。打(da)開(kai)和(he)關(guan)閉(bi)開(kai)關(guan)會(hui)在(zai)輸(shu)入(ru)引(yin)腳(jiao)（通常是手動複位引腳）上產生電壓瞬變和噪聲。所有這些因素（電源噪聲

、電壓瞬變和毛刺）都(dou)可(ke)能(neng)無(wu)意(yi)中(zhong)達(da)到(dao)監(jian)控(kong)器(qi)的(de)欠(qian)壓(ya)或(huo)過(guo)壓(ya)閾(yu)值(zhi)，如(ru)果(guo)設(she)計(ji)中(zhong)沒(mei)有(you)充(chong)分(fen)考(kao)慮(lv)這(zhe)種(zhong)可(ke)能(neng)性(xing)，也(ye)會(hui)觸(chu)發(fa)誤(wu)複(fu)位(wei)。這(zhe)可(ke)能(neng)會(hui)導(dao)致(zhi)振(zhen)蕩(dang)和(he)不(bu)穩(wen)定(ding)
，不(bu)利(li)於(yu)係(xi)統(tong)保(bao)持(chi)穩(wen)定(ding)可(ke)靠(kao)。

dianyajiankongqiruhejiejuezaoshengheshunbianwenti，fangzhixitongchuxianwufuwei？tongguoyixiecanshu，keyibangzhupingbiyudianyuanhuojiankongdianyaxiangguandeshunbian。zhexiecanshubaokuofuweichaoshizhouqi、複(fu)位(wei)閾(yu)值(zhi)遲(chi)滯(zhi)以(yi)及(ji)複(fu)位(wei)閾(yu)值(zhi)過(guo)驅(qu)與(yu)持(chi)續(xu)時(shi)間(jian)的(de)變(bian)化(hua)關(guan)係(xi)。同(tong)時(shi)，對(dui)於(yu)與(yu)電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)機(ji)械(xie)觸(chu)點(dian)相(xiang)關(guan)的(de)瞬(shun)變(bian)，例(li)如(ru)手(shou)動(dong)複(fu)位(wei)引(yin)腳(jiao)中(zhong)的(de)按(an)鈕(niu)開(kai)關(guan)
，利(li)用(yong)手(shou)動(dong)複(fu)位(wei)設(she)置(zhi)周(zhou)期(qi)和(he)去(qu)抖(dou)時(shi)間(jian)也(ye)可(ke)屏(ping)蔽(bi)瞬(shun)變(bian)。這(zhe)些(xie)參(can)數(shu)能(neng)夠(gou)使(shi)電(dian)壓(ya)監(jian)控(kong)器(qi)更(geng)穩(wen)健(jian)
，不(bu)受(shou)瞬(shun)變(bian)和(he)毛(mao)刺(ci)的(de)影(ying)響(xiang)
，從(cong)而(er)防(fang)止(zhi)係(xi)統(tong)出(chu)現(xian)不(bu)良(liang)響(xiang)應(ying)。

複位超時周期(tRP)

在啟動期間或電源電壓因欠壓事件而上升並超過閾值時
，複位信號在無效之前有一段額外的時間，稱為複位超時周期(tRP)。2例如
，圖3顯示，受監控的電壓（本例中為標記為VCC的電源電壓）從cong欠qian壓ya或huo啟qi動dong狀zhuang態tai達da到dao閾yu值zhi之zhi後hou，在zai低di電dian平ping有you效xiao複fu位wei高gao電dian平ping無wu效xiao之zhi前qian存cun在zai額e外wai延yan遲chi。這zhe段duan額e外wai的de時shi間jian能neng夠gou讓rang監jian控kong電dian壓ya先xian穩wen定ding下xia來lai
，並bing在zai啟qi用yong係xi統tong或huo使shi其qi退tui出chu複fu位wei模mo式shi之zhi前qian屏ping蔽bi過guo衝chong和he振zhen鈴ling。複fu位wei超chao時shi周zhou期qi可ke抑yi製zhi係xi統tong誤wu複fu位wei，防fang止zhi出chu現xian振zhen蕩dang和he潛qian在zai故gu障zhang
，從cong而er有you助zhu於yu提ti高gao係xi統tong的de可ke靠kao性xing。

圖3.複位超時周期(tRP)有助於在電源電壓穩定時使係統保持複位模式。

閾值遲滯(VTH+)

閾(yu)值(zhi)遲(chi)滯(zhi)主(zhu)要(yao)有(you)兩(liang)個(ge)好(hao)處(chu)。首(shou)先(xian)，它(ta)可(ke)以(yi)確(que)保(bao)監(jian)控(kong)電(dian)壓(ya)在(zai)解(jie)除(chu)複(fu)位(wei)之(zhi)前(qian)具(ju)有(you)足(zu)夠(gou)的(de)餘(yu)量(liang)超(chao)過(guo)閾(yu)值(zhi)電(dian)平(ping)。其(qi)次(ci)
，它(ta)能(neng)夠(gou)讓(rang)電(dian)源(yuan)在(zai)解(jie)除(chu)複(fu)位(wei)之(zhi)前(qian)先(xian)穩(wen)定(ding)下(xia)來(lai)。當(dang)處(chu)理(li)具(ju)有(you)疊(die)加(jia)噪(zao)聲(sheng)的(de)信(xin)號(hao)時(shi)，隨(sui)著(zhe)電(dian)源(yuan)波(bo)動(dong)並(bing)重(zhong)新(xin)跨(kua)越(yue)閾(yu)值(zhi)區(qu)域(yu)，複(fu)位(wei)輸(shu)出(chu)有(you)可(ke)能(neng)會(hui)進(jin)行(xing)多(duo)次(ci)轉(zhuan)換(huan)。如(ru)圖(tu)4.3suoshi，zaigongyehuanjingdengyingyongzhong，suishikenengchuxianzaoshengxinhaohedianyabodong。ruguomeiyouyuzhichizhi，fuweishuchuxinhaojianghuizaizhiweihejiechuzhiweizhijianlianxuqiehuan，zhidaodianyuanwendingweizhi。zhehuishixitongxianruzhendang。yuzhichizhitongguoshixitongbaochifuweilaixiaochuzhendang，kefangzhixitongchuxiantu4中藍色陰影區域所示的不良行為。這有助於監控器保護係統
，避免觸發誤複位。

圖4.未設定閾值遲滯和設定閾值遲滯的RESET輸出響應（未顯示複位超時周期，以重點關注遲滯的影響）。

複位閾值過驅與持續時間

renhexitongzhongdoukenengchuxianduanqihuochangqiyouwaibuyinsuyinqidedianyamaoci。haikenengjuyoubutongfududedianyatujiang。fuweiyuzhiguoquyushunbianchixushijiandebianhuaguanxiyudianyamaocihuoguoqudefuduhechixushijianyouguan。fudujiaodadeduanshimaocibuhuichufafuweixinhaozhiwei，erfudujiaoxiaoqiechixushijianjiaochangdeguoqujiangchufafuwei，rutu5所示。

圖5.幅度較小但持續時間較長的毛刺將觸發複位信號，而幅度較大的短時毛刺則不會觸發複位信號。

genjumaocichixushijian
，shoujiankongdianyuanzhongdemouxiedianyashunbianjianghuihulve。hulvezhexieshunbianjianghuibaohuxitongmianshouganraofuweideyingxiang，liruyouduanqimaociyinqidefuwei。zhexiemaocikenenghuiwuchufaxitongfuwei，congerdaozhixitongchuxianbuliangxingwei。zaichanpinshujushoucezhong，fuweiyuzhiguoquyuchixushijiandeguanxitongchangyiyigedianxingxingnengtexingtudexingshichengxian
，rutu6所示。曲線上方的任何值都將觸發複位輸出
，而曲線內的值將會忽略
，以防止係統誤複位。

圖6.複位信號是否置位將取決於過驅的幅度及其持續時間。

手動複位設置周期(tMR)和去抖時間(tDB)

複位超時周期、閾值過驅與持續時間的關係以及閾值遲滯可解決與受監控電壓（通常是係統微控製器的電源）相(xiang)關(guan)的(de)電(dian)壓(ya)毛(mao)刺(ci)和(he)瞬(shun)變(bian)問(wen)題(ti)。對(dui)於(yu)開(kai)關(guan)等(deng)機(ji)械(xie)觸(chu)點(dian)帶(dai)來(lai)的(de)毛(mao)刺(ci)，手(shou)動(dong)複(fu)位(wei)設(she)置(zhi)周(zhou)期(qi)和(he)去(qu)抖(dou)時(shi)間(jian)有(you)助(zhu)於(yu)減(jian)輕(qing)電(dian)壓(ya)瞬(shun)變(bian)和(he)毛(mao)刺(ci)可(ke)能(neng)產(chan)生(sheng)的(de)影(ying)響(xiang)。

手動複位設置周期(tMR)是shi手shou動dong複fu位wei在zai觸chu發fa複fu位wei輸shu出chu之zhi前qian保bao持chi並bing完wan成cheng所suo需xu的de時shi間jian。一yi些xie監jian控kong器qi具ju有you較jiao長chang的de手shou動dong複fu位wei設she置zhi周zhou期qi，以yi增zeng強qiang對dui係xi統tong的de保bao護hu。這zhe些xie在zai消xiao費fei電dian子zi產chan品pin中zhong很hen常chang見jian，必bi需xu按an住zhu按an鈕niu幾ji秒miao鍾zhong才cai能neng重zhong置zhi係xi統tong。這zhe種zhong方fang法fa可ke避bi免mian意yi外wai和he無wu意yi中zhong重zhong置zhi，從cong而er增zeng強qiang保bao護hu並bing提ti高gao可ke靠kao性xing。在zai手shou動dong複fu位wei設she置zhi期qi間jian，按an下xia開kai關guan時shi產chan生sheng的de所suo有you短duan時shi瞬shun變bian和he毛mao刺ci都dou會hui被bei忽hu略lve，如ru圖tu7a所示

，從而幫助係統免受毛刺影響。

去抖時間也是同樣的邏輯。與建立周期一樣，去抖時間(tDB)會忽略打開或關閉開關時的高頻周期性電壓瞬變。這些高頻瞬變將視為無效
，不會觸發複位，如圖7b所示。當信號超過去抖時間時，即認為這是來自開關或按鈕的有效輸入信號。

圖7.具有較長手動複位設置周期的監控器(MAX6444)的手動複位設置周期和去抖時間圖：(a)在複位信號有效之前
，需要首先完成手動複位建立周期(tMR)；(b)要視為有效輸入信號
，需要完成去抖時間(tDB)。

結論

如(ru)果(guo)沒(mei)有(you)電(dian)壓(ya)監(jian)控(kong)器(qi)，係(xi)統(tong)在(zai)電(dian)壓(ya)瞬(shun)變(bian)和(he)毛(mao)刺(ci)期(qi)間(jian)就(jiu)會(hui)麵(mian)臨(lin)斷(duan)電(dian)和(he)發(fa)生(sheng)故(gu)障(zhang)的(de)風(feng)險(xian)。在(zai)這(zhe)些(xie)情(qing)況(kuang)下(xia)，電(dian)壓(ya)監(jian)控(kong)器(qi)通(tong)過(guo)將(jiang)處(chu)理(li)器(qi)置(zhi)於(yu)複(fu)位(wei)模(mo)式(shi)來(lai)解(jie)決(jue)問(wen)題(ti)。上(shang)麵(mian)討(tao)論(lun)的(de)所(suo)有(you)參(can)數(shu)（包括複位超時周期、閾值遲滯、閾值過驅、手動複位設置周期和去抖時間）有助於電壓監控器免受故障和瞬變的影響，從而增強其監控電源電壓的可靠性。因此，能夠確保整體係統性能穩定可靠。

（來源：ADI公司，作者：Noel Tenorio
，產品應用工程師）

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