微功耗、低电压监测器MIC2776

    摘要：MIC2776是MICREL公司推出的一款低电压电源监测器，可用来监测μC或μP电源电压（或电池电压）。该器件在上电时，若电源电压正常，可输出上电复位信号。而在电源电压低于设定的阈值电压时，可输出低电压复位信号。另外，MIC2776还具有手动复位功能。文中介绍了MIC2776的管脚功能、内部结构及工作原理，并给出了典型应用电路图。

    关键词：低电压 监测器 阈值电压 低电压检测输入 MIC2776

MIC2776是MICREL公司的一种电源电压监测器件。利用它可以在电源出现低电压及上电时给μC或μP复位信号。该器件主要应用于监测微处理器、ASIC或FPGA核、计算机系统、PDA、掌上PC、嵌入式控制器、通信系统、无绳/蜂窝电路、网络硬件等设备的电源电压；

MIC2776的主要特点有：

●所监测的阈值电压值可调，最低呆达0.3V，其阈值电压精度可达±1.5%；

●输入的监测电压可与VDD输入分离；

●上电复位脉冲信号的宽度在于140ms；

●可选择高电平有效、低电平有效或开漏（需外接上拉电阻）等不同的复位信号；

●输入和开漏时的电压均可高于VDD（最高为7V）；

●工作电压范围为1.5～5.5V；

●超低功耗，工作电流典型值为3μA；

●可抑制输入电压中短暂的尖脉冲干扰；

●采用小尺寸SOT-23-5封装。

1 管脚排列与功能

各种后缀不同的MIC2776输出的复位信号也不同，具体如表1所列。MIC2776各管脚排列如图1所示。各管脚功能如表2所列。

表1 不同后缀的MIC2776的复位输出及符号

型    号复  位  输  出符  号MIC2776N开漏结构，低电平有效RSTMIC2776H高电平有效RSTMIC2776L低电平有效RST

表2 MIC2776各管脚功能

管  脚符  号功             能后缀H后缀N.L1　RST数字信号输出：当VIN降到基准电压以下时，此端输出高电平。娄VIN回升到阈值门限以上，且保持140ms以上时，输出变为低电平　1RST输出情况与上述相反22GND地33MR数字输入：当此端为低电平时，无条件复位立即被起动。若IN端电压高于阈值，当MR被释放（回到高电平）且复位输出不小于140ms后，复位起动状态才改变。MR可以通过逻辑电平或机械开关来驱动。MR内部可上拉到VDD。若此端不用，可悬空44IN模拟输入：此端的电压与内部的300mV基准电压作比较。当此端电压低于300mV时，器件将触发一个复位顺序55VDD电源输入，输入用于内部电路的电源

2 结构框图及工作原理

MIC2776的功能结构框图如图2所示。它由带滞后的电压比较器、基准电压源（VREF）、延迟电路、单稳态电路、RS触发器、门电路及驱动器等部分组成。

2.1 低电压检测输入

要检测VIN的低电压，一般是通过将电阻分压器接入IN端，并与内部的300mV基准电压VREF作比较来实现的，如图3所示。若IN端的电压低于VREF，则复位信号被触发。VIN的低电压阈值VTH与电阻分压器R1、R2的关系为：

VTH=VREF[(R1+R2)/R2]

式中VREF=300mV。

当VIN的低电压阈值电压VTH已确定时，可以设R1+R2=1MΩ，将此值代入上式即可求出R2，然后求出R1值。

2.2 RST或RST输出

MIC2776主要用于监测μC或μP的电源电压，所以MIC2776的RST或RST端直接与μC或μP的RST或RST端连接。在上电及电源低电压的情况下，μC或μP会正确地复位。另外，MR端为手工复位输入，它可有效地输出复位信号。

由图2可以看出，无论是IN端输入电压低于300mV(VREF)还是MR端输入低电平，其输入与门的信号中必有一个是低电平，且与门输出也为低电平，然后信号再经延迟电路、单稳态电路及RS触发器输出一个大于140ms的复位信号（RST或RST）。

    MIC2776的工作时序如图4所示（图中未按比例）。它较清楚地给出了要检测的输入电压VIN在变化时，相应的VRST或VRST输出电平的变化情况。另外，它也给出了手动复位时（将MR端接低电平），VRST或VRST输出电平的变化情况。图4中A处为输入电压中的尖脉冲干扰，由于MIC2776具有抗暂短干扰脉冲的能力，因此，虽然干扰脉冲已超过比较器的基准电压（或超过比较器的滞后电压），但并不影响VMR、VRST或VRST的输出状态。比较器的滞后电压VHYST可防止输入电压VIN中的噪声影响，同时可避免在阈值电压附近造成输出的不稳定。

图4中的tRST为复位脉冲宽度（140～280ms）；VHYST为滞后电压（典型值为3mV）；tmin为手动复位的最小脉冲宽度（典型值为33ns）。

3 典型应用电路

图5是MIC2776应用于高性能CPU或DSP为核心的电源（VCORE）监测电路。在该应用系统中，核心电源的电压是1.0V±5%，主电源及I/O电压（VI/O）是2.5V±5%.而图5中的MIC2776的电源是VI/O，因而可满足自身要求的1.5～5.5V的电压范围。

电阻R1主R2必须选择符合VCORE的1.0V电源电压，即满足核心电源电压VCCRE≥1.0-5%，（VCORE≥0.95V）。考虑到R1、R2电阻的精度及基准电压源的精度等因素，此阈值电压还应当稍微低于此值。MIC2776的基准电压有±1.5%允许偏差，若选用1%精度的电阻，则最大误差为±2.5%。若取VTH（max）=VCORE(min)，则有：

VCORE（min）=1.025VTH VTH=0.927V

这样根据VTH与R1、R2的关系式即可求出：R1=676.3kΩ(取676kΩ)，R2=324kΩ(R1、R2的精度为1%)。