面向多轨数字电路板的精确和灵活之电源电压监察

为了应对引言部分提到的电压监察挑战，凌力尔特提供了可编程 6 路电源电压监察器 LTC2933 (参见图 2) 和 LTC2936，这些监察器集成了 EEPROM、具 0.2V 至 13.9V 门限调节范围并通过 I2C/SMBus 数字接口设定 8 位 (256 种选择) 门限寄存器。这两款器件在 0.6V 至 5.8V 范围内提供 ±1% 的门限准确度，每个监视器的输入均有两个可调极性门限。例如，一个门限可以配置为欠压 (UV) 检测器，以产生复位信号，同时另一个门限既可用于过压 (OV) 检测，保护昂贵的电路板电子组件免于损坏，又可作为较高的 UV 门限，提供电源故障早期警报，从而为处理器进行数据备份提供宝贵的时间。通过 I2C/SMBus 接口进行门限调节，就可以不用外部电阻分压器，这既释放了电路板空间，又消除了电阻器容限引起的准确度降低问题。通过向配置寄存器写入数据而不是更改电路板，可以在最后一分钟快速更改门限，从而加快了产品上市。易失性存储器保持故障瞬间状态，同时内部 EEPROM 储存寄存器配置，并备份故障历史数据，从而加速了调试过程，节省了开发时间。为了最大限度减少电源噪声导致令人烦扰的复位问题，监察器基于比较器过驱动对输入干扰做出响应，如图 3 所示。

图 2：具 EEPROM 和 I2C/SMBus 的 LTC2933 可编程 6 路电压监察器

图 3：LTC2933 响应时间随 V2 至 V6 监视器输入的过驱动之变化

两个通用输入 (GPI) 可以配置为手工复位输入、UV 或 UV/OV 故障禁止输入 (例如，在电路板裕度测试时)，写保护输入 (仅 LTC2936) 或辅助比较器输入。GPI 辅助比较器的 0.5V 固定门限之准确度为 ±2%，从而利用外部电阻分压器，扩展为监视总共 8 个电源。3 个通用输入 / 输出 (GPIO) 可以配置为输入或者复位、故障或 SMBus 报警输出。任何 GPI、GPIO 或 UV/OV 故障输入都可以转化为任何 GPIO 输出。GPIO 引脚针对释放延迟时间 (1µs 至 1.64s)、输出类型 (开漏或弱上拉) 和极性 (有效高或低) 是可编程的。无需软件编码就可实现这种灵活性，因为图 4 所示 LTpowerPlay™ 开发环境通过直觉式图形界面配置器件。利用位于准确度为 2% 的 3.3V 线性稳压器输出和负电源之间的电阻分压器，LTC2933 和 LTC2936 还可监视负电源，例如那些给模拟电路供电的电源。

图 4：通过 LTpowerPlay 软件图形界面配置 LTC2933 和 LTC2936 

LTC2933 和 LTC2936 之间的差别如表 1 所示。LTC2933 的输入之一直接监视 12V 中间总线，同时其他 5 个输入监视 0.2V 至 5.8V电源，门限可针对精确设定的 0.2V 至 1.2V 范围以 4mV 为步进调节。LTC2936 将每个监视器的比较器输出引出至引脚，从而实现级联排序应用，在这类应用中，顺序排在前面的电源达到有效工作范围之后，顺序排在其后的电源再启动。

表 1：具 EEPROM 的 6 路电压监察器LTC2933 和 LTC2936 之间的差别

结论

具多个电源轨的新式数字电路板给电源系统设计师带来了很多挑战。其中之一是精确监视多种电源电压，以在电源加电或电压过低时使处理器系统复位，而有些电源电压的值直到最后一分钟才能知道。LTC2933 和 LTC2936 直接面对这些挑战，利用准确的可编程门限，为监视和监察 6 个轨提供了简便和灵活的解决方案，从而无需购买多种监察器器件及保持一定量的库存，就可加速产品上市，满足新式处理器对准确度的要求。