低电压复位问题

困扰大多数电源监控系统的一个基本问题是无法在低输入电源电压的复位节点上建立正确的逻辑状态。先前上电，外部泄漏电流软化驱动复位节点高于微处理器输入的逻辑阈值。LTC2903(可在6引脚SOT-23中使用)通过使用专有电路建立从复位节点到地的低阻抗路径，几乎消除了这种浮动复位节点问题。图1显示了如何使用LTC2903连接一个四元监控器。

当一个或多个电源低于其监控阈值时，复位节点的期望状态为逻辑低。通常，一个开漏型NMOS晶体管被用来拉下复位节点(图2)。在低输入电压(<1V)下，NMOS晶体管缺乏足够的跨导来克服上拉电流源，复位节点可能会浮到逻辑高电平。如果复位节点信号逻辑高，而它应该是低的，一个潜在的系统可靠性问题存在。

克服浮动复位节点的常用方法是集成一个有源PMOS晶体管上拉，并指定一个外部电阻接地。外部电阻在低输入电压下将复位节点拉下。这种方法有几个缺点。首先，除非一个额外的电源引脚专用于内部pmos源，否则用户无法控制上拉电压(它在芯片内硬接线)。其次，在电阻克服pmos晶体管的上拉强度之前，外部电阻可以有多小是有限的。第三，当复位节点逻辑高时，低功率系统将受到影响，因为外部电阻将持续耗散功率。使用5V输出和100k欧姆外部下拉电阻，系统必须在复位输出处支持额外的50µa负载，是大多数LTC电压监测器典型静态电流的2.5倍。最后，由于外部电路必须克服逻辑低时的主动上拉电流，并防止在逻辑高时将反向电流推入上拉电源，因此，强的主动上拉使得复位节点上的接线或连接不切实际。

解决方案

LTC2903解决了浮动重设节点问题，没有上面讨论的任何缺点。专用电路在低输入电压下建立从复位节点到地的低阻抗路径。低阻抗路径拉下复位节点，即使所有输入电压电源都为零电压，通常也会传导电流(见图3)。对于V1、V2或v3，复位输出保证至少吸收5µA (V(OL) = 0.15V)至0.5V。此外，theLTC2903检测是否有足够的电压来可靠地操作nmospuldown晶体管，并将从复位节点断开低阻抗分流。去除低阻抗分流消除了泄漏路径，将干扰任何上拉电流源。当所有电源低于NMOS导通所需的电平时，低阻抗分流重新启用。

当输入电源排列在一起时，可以获得显著的性能提升。LTC2903上的四个输入中的三个(V1,V2, V3)可提供低阻抗分流动作，提供多达三倍于单个输入的下拉强度。LTC2923电源跟踪控制器提供了这样的斜坡能力(见图4中的波形)。图5显示了LTC2903复位输出与10k欧姆resistor将复位节点拉到输入电源的竞争情况。特别要注意的是，当电源并联在一起(V1 = V2 = V3)时，在上电期间复位输出不超过0.1 v，这应该满足最苛刻的v (OL)要求。

LTC2903特性

LTC2903A, LTC2903B和ltc2903c是采用6引脚，低轮廓(1mm)SOT-23封装的四极电源监视器系列。表1总结了可用的电压输入组合。在-40°C至+85°C的温度范围内，阈值精度为监测电压的±1.5%(参见下面的“阈值精度含义”)。

设置10%欠压监测阈值。对于需要可调触发阈值的应用程序，请使用theLTC2903A上的V4输入。连接分接点一个外部电阻分压器(R1,R2)放置在被检测的正电压和地之间，到V4的高阻抗输入。TheLTC2903A将V4引脚上的电压与内部0.5V参考电压进行比较。图7演示了正向可调应用程序的通用设置。

复位输出在四个电压输入中的任何一个上电、下电和断电条件下都保持低电平。低电压输出(V(OL))保证为150mV或更低，同时用V1, V2或V3at 0.5V下拉5µA。一个200毫秒的延迟定时器与复位功能集成。在所有电压输入超过各自的阈值200ms后，复位输出拉高。复位输出类型是开漏，具有V2电源的弱内部上拉。外部上拉电阻可用于提高上升时间或实现高于V2电压的逻辑电平。

四个比较器都内置了电源故障滤波。芯片内部电压(V(CC))来自V1或V2输入的较大的电压。从V(CC)提取的静态电流通常为20µA。

阈值准确性的含义

指定最坏情况操作的系统电压裕度需要考虑三个因素:电源容限，IC电源电压容限和监视器复位阈值精度。高度精确的监控器通过降低系统可靠运行所需的总体电压裕度来减轻设计挑战。考虑一个5V系统，电源公差带为±10%。由这个电源供电的系统ic必须在这个频带内可靠地工作(以及更多一点，如下所述)。电源公差带的底部，在4.5V(5V-10%)，是一个完全精确的监控器将产生复位的精确电压。这种完全准确的监控器并不存在——实际的重置阈值可能在指定的范围内变化(LTC2903监控器为±1.5%)。图6显示了所有四个输入的典型相对阈值精度，保证温度。

考虑到复位阈值的这种变化，监控器的标称复位阈值位于最低电源电压以下;刚好足以使复位阈值带和电源公差带不重叠。如果两个频带重叠，当电源保持在其指定的容差频带内(例如，在4.6V)时，主管可能会产生错误或干扰复位。

将复位阈值准确度差(1.5%)的一半添加到理想的10%阈值，使ltc2903阈值低于标称输入电压11.5%(典型)。例如，5V的典型阈值是4.425V，或者比4.5 v的理想阈值低75mV。保证的阈值位于4.5V和4.35V之间的频段，温度过高。

供电系统必须可靠地工作到阈值范围内的最低电压，否则在复位线下降之前就有故障的危险。在我们的5v示例中，使用1.5%准确度的监控器，系统ic必须工作到4.35V。系统ic工作与一个马马散乱±2.5%准确的监视器必须运行到4.25V，增加所需的系统电压余量，以及系统故障的可能性。

噪声敏感

在任何监控应用中，被监测直流电压上的电源噪声可能导致虚假复位，特别是当被监测电压接近复位阈值时。一种常见的缓解技术是在输入比较器中增加迟滞，但这有缺点。增加的迟滞量，通常指定为跳闸阈值的百分比，有效地降低了零件的宣传精度。LTC2903不使用迟滞。

为了尽量减少杂散复位，同时保持阈值精度，theLTC2903采用两种形式的噪声滤波。第一道防线包括对比较器瞬态响应的专有定制。瞬态事件在比较器中接受电子集成，并且必须超过一定的幅度和持续时间才能导致比较器切换。

图8说明了触发比较器所需的典型瞬态持续时间与比较器过度驱动(作为跳闸阈值的百分比)之间的关系。一旦任何比较器切换，复位线拉低。复位超时计数器在所有输入返回阈值以上时启动，标称复位延迟时间为200毫秒。每当任何输入低于阈值时，计数器就会清除。这种复位延迟时间有效地提供了电压输入的进一步滤波，是抗噪声的第二道防线。频率分量大于f = 1/t(RST)= 5Hz的噪声输入使复位线保持低电平，防止复位线上的振荡行为。

复位线保持低提供了非常好的指示电源问题。常见的电源问题包括不正确设置输出电压和/或电源调节不良。

虽然所有四个比较器都内置故障滤波，但在V1和V2输入上使用旁路电容，因为V1或V2的较大值为该部件提供V(CC) (0.1 μ F陶瓷电容器满足大多数应用)。如果电源噪声克服了内置滤波，则在V3和v4输入上应用滤波电容。

结论

LTC2903四路电源监视器通过消除假复位和保持非常高的精度大大提高了系统可靠性。其专有的复位下拉电路解决了长期存在的低压POR问题。复位输出现在可以在电源电压降至零伏特时保持逻辑低电平。复位输出保证至少吸收5µA(V(OL) = 0.15V)， V1, V2或V3降至0.5V。LTC2903使用内置防噪比较器以1.5%的精度(在整个温度范围内)监测四个电压。非标准电压可以监测与0.5V阈值可调输入。