La magia de la baja tensión proporciona el circuito de reinicio de encendido definitivo

Un problema fundamental que afecta a
la mayoría de los CI de supervisión de potencia es la incapacidad de establecer el
es la incapacidad de establecer la correcta
estado lógico correcto en el nodo de reinicio con tensiones de alimentación bajas
tensiones de alimentación bajas. Antes de
de encendido, las corrientes de fuga externas a menudo impulsan
a menudo conducen el nodo de reinicio por encima del umbral lógico del
umbral lógico de la entrada del microprocesador
entrada del microprocesador. El LTC2903 (disponible en un SOT-23 de 6 patillas) elimina prácticamente esta
problema del nodo de reinicio flotante utilizando un circuito propio para establecer un
circuito propio para establecer un camino de baja impedancia entre el
camino de baja impedancia desde el nodo de reinicio a tierra
a tierra. La figura 1 muestra cómo
es fácil conectar un supervisor cuádruple utilizando el LTC2903
utilizando el LTC2903.

Figura 1. Aplicación típica que utiliza el LTC2903B para la supervisión de la alimentación cuádruple.

Cuando una o varias fuentes de alimentación caen por debajo de su
por debajo de su umbral de control, el estado deseado en el
el estado deseado en el nodo de reinicio es
bajo. Normalmente, un transistor NMOS de drenaje abierto
se utiliza para bajar el nodo de reinicio (Figura 3)
nodo de reinicio (Figura 2). Cuando las tensiones de entrada
tensiones de entrada (<1V), el transistor NMOS no tieneno tiene suficiente transconductancia parasuperar la fuente de corriente de pull-up,y el nodo de reinicio puede flotar a un nivel lógico altonivel lógico alto. Si el nodo de reiniciosi el nodo de reinicio informa de un nivel lógico alto cuando se supone que essi el nodo de reinicio informa de un nivel lógico alto cuando se supone que debe ser bajo, existe un problema potencial de fiabilidad del sistemaexiste un problema potencial de fiabilidad del sistema.

Figura 2: Circuito NMOS pull-down tradicional.

Un enfoque común utilizado para superar
el nodo de reinicio flotante es integrar
integrar un transistor PMOS activo
transistor y especifica una resistencia externa
a tierra. La resistencia externa
la resistencia tira hacia abajo del nodo de reinicio cuando el
tensiones de entrada. Este enfoque tiene varios inconvenientes
a este enfoque. En primer lugar, a menos que un
se dedica a la fuente interna PMOS
Fuente PMOS interna, el usuario no tiene control
de la tensión de pull-up (está cableada dentro del chip)
dentro del chip). En segundo lugar, hay una
límite del tamaño de la resistencia externa
antes de que la resistencia supere
la fuerza de pull-up del PMOS
transistor. En tercer lugar, los sistemas de bajo consumo sufrirán cuando el nodo de reinicio sea
sistemas sufrirán cuando el nodo de reinicio sea
lógica alta, porque la resistencia externa
disipará continuamente la energía. Con
una salida de 5V y una resistencia externa de pull-down de 100kΩ
resistencia pull-down externa de 100kΩ, el sistema debe
soportar una carga adicional de 50µA en la salida de reinicio
salida de reinicio, que es 2,5 veces la corriente de reposo típica de la mayoría de los LTC
corriente de reposo típica de la mayoría de los supervisores
supervisores de tensión. Por último, una alta resistencia activa
la resistencia activa hace que las conexiones OR cableadas
en el nodo de reinicio, ya que un circuito externo debe superar la
el circuito externo debe superar la corriente de pull-up
corriente de pull-up activa en el nivel lógico bajo y
contra la introducción de una corriente inversa en el
la alimentación de pull-up a un nivel lógico alto.

El LTC2903 resuelve el problema del nodo de reinicio flotante sin ninguno de los inconvenientes
problema del nodo de reinicio flotante sin ninguno de los inconvenientes
que se ha comentado anteriormente. Un circuito propio
un circuito propio establece, a bajas tensiones de entrada
un camino de baja impedancia desde el
el nodo de reinicio a tierra. La vía de baja impedancia
la ruta de baja impedancia hace descender el nodo de reinicio
y generalmente lleva corriente
incluso cuando todas las tensiones de entrada
están a cero voltios (ver Figura 3). El sitio
la salida de reinicio está garantizada para absorber al menos 5 µA (V)
al menos 5 µA (VOL = 0,15V) para V1, V2 o
V3 hasta 0,5V. Además, el
El LTC2903 detecta cuando hay suficiente tensión para
tensión para hacer funcionar el transistor NMOS
transistor pull-down de forma fiable y se
desconecta la derivación de baja impedancia
del nodo de reinicio. La eliminación de la
la derivación de baja impedancia elimina la
camino de la fuga que interferiría con cualquier
cualquier fuente de corriente pull-up. La derivación de baja impedancia
la derivación de baja impedancia se enciende cuando todos los
el suministro de energía está por debajo del nivel requerido
para la conducción NMOS

Lee:  Atenuación precisa de LED PWM sin generadores de señal externos, relojes o µControllers

Figura 3: Voltaje del pin de reinicio del LTC2903 (VOL) frente a la corriente de pull-up externa a baja tensión de alimentación.

Un aumento significativo del rendimiento
el rendimiento se consigue cuando las alimentaciones de entrada se ramifican
en rampa juntos. Una baja impedancia
derivación de baja impedancia está disponible en tres de los
de las cuatro entradas del LTC2903 (V1,
V2, V3), proporcionando hasta tres veces
la corriente de arrastre disponible de una sola
una sola entrada. La potencia del LTC2923
El controlador de seguimiento de suministros proporciona
esa capacidad de rampa (ver formas de onda en la Figura 4)
en la Figura 4). La figura 5 muestra cómo
la salida de reset del LTC2903 se comporta contra el
contra la competencia con una resistencia de 10kΩ
resistencia que tira del nodo de reinicio hacia la alimentación de entrada. En particular, ten en cuenta
que la salida de reinicio no supere
0.1V durante el encendido cuando la rampa
los suministros juntos (V1 = V2 = V3),
que debería satisfacer a los más exigentes
VOL requisitos.

Figura 4: Ejemplo de la rampa del controlador de seguimiento de potencia LTC2923.

Figura 5. Tensión de salida de reinicio del LTC2903 con un pull-up de 10kΩ a V1 en función de V1.

Los modelos LTC2903A, LTC2903B y
Los LTC2903C son una familia de monitores de potencia cuádruple en paquetes SOT-23
en paquetes SOT-23 de 6 patas y bajo perfil (1 mm)
RECINTOS SOT-23. El cuadro 1 resume
las combinaciones de entrada de tensión disponibles.
Umbral precisión es de ±1,5% de la tensión controlada
tensión monitorizada en el rango de temperatura
rango de temperatura de -40°C a +85°C (ver
(ver "Implicaciones de la precisión del umbral" más abajo)
abajo)

Tabla 1. Combinaciones de entrada de tensión del LTC2903
LTC2903ALTC2903BLTC2903C
3.3V, 2,5V, 1,8V, ADJ (0,5V)5V, 3,3V, 2,5V, 1,8V5V, 3,3V, 1,8V, -5,2V

Figura 6. Precisión típica del umbral del LTC2903 en función de la temperatura.

Los umbrales están configurados para 10
control de subtensión. Para aplicaciones
aplicaciones que requieren un punto de disparo ajustable
para las aplicaciones que requieren un punto de disparo ajustable, utiliza la entrada V4 del
LTC2903A. Conecta el punto de toma
a un divisor resistivo externo (R1,
R2) colocado entre la tensión positiva
tensión y tierra, a la entrada
la entrada de alta impedancia de V4. El
El LTC2903A compara la tensión del pin V4 con el valor interno
pin V4 a la referencia interna de 0,5V.
La figura 7 muestra una configuración genérica
configuración genérica para la aplicación ajustable positiva.

Lee:  Principio de funcionamiento del puente capacitivo

Figura 7. Ajustar el punto de activación positivo ajustable.

La salida de reinicio permanece baja durante el encendido, el apagado y la caída de tensión
encendido, apagado y caída de tensión
en cualquiera de las cuatro entradas de tensión
entradas de tensión. La salida de tensión es baja (VOL) está garantizado
garantizado de 150mV o menos mientras
que consume 5µA con V1, V2 o V3
a 0,5V. Se integra un temporizador de 200ms
con función de reinicio. Después de que todas las entradas de tensión superen su
las entradas de tensión superan sus respectivos umbrales
umbrales respectivos durante 200 ms, la salida de reinicio
se levanta. El estilo de la salida de reinicio es
drenaje abierto con un pequeño pull-up interno
a la alimentación V2. Resistencias externas de pull-up
las resistencias pueden utilizarse para mejorar los tiempos de subida o
tiempos de subida o para conseguir niveles lógicos más altos
la tensión V2.

El filtrado de fallos de la fuente de alimentación está incorporado en cada uno de los cuatro
en cada uno de los cuatro comparadores. El
tensión interna del chip (VCC) se deriva
de la mayor de las entradas V1 o V2.
La corriente de reposo de VCC es
normalmente 20µA.

Especificación del margen de tensión del sistema para
para el funcionamiento en el peor de los casos requiere la consideración de tres factores
tres factores: la tolerancia de la fuente de alimentación
tolerancia de la fuente de alimentación, tolerancia de la tensión de alimentación del CI
la tolerancia de la tensión de alimentación y la precisión del umbral de reinicio del supervisor.
Los supervisores de alta precisión facilitan el diseño
el desafío del diseño, reduciendo la
margen de tensión global necesario para un funcionamiento fiable del sistema
funcionamiento fiable del sistema. Considera un sistema de 5V con una banda de tolerancia de alimentación de ±10%
banda de tolerancia. Los CI del sistema alimentados por esta fuente deben
los CI del sistema alimentados por esta fuente deben funcionar de forma fiable dentro de esta banda
dentro de esta banda (y un poco más,
como se explica a continuación). La parte inferior de la
banda de tolerancia de la fuente de alimentación, a 4,5V
(5V-10%), es la tensión exacta a la que
que un perfectamente preciso supervisor
generaría un reinicio. Tal
no existe un supervisor perfectamente preciso
no existe: el umbral de reposición real puede variar dentro de un
el umbral de reinicio real puede variar dentro de una banda especificada (±1,5% para los supervisores LTC2903)
lTC2903 supervisores). Figura 6
muestra la precisión típica del umbral relativo
para las cuatro entradas, garantizado
sobre la temperatura.

Con esta variación del umbral de reinicio
en cuenta, el umbral de reposición nominal del
el supervisor reside en la tensión mínima de alimentación
tensión de alimentación; lo suficiente para que
la banda de umbral de reinicio y la fuente de alimentación
las bandas de tolerancia no se superponen
se superponen. Si las dos bandas se superponen, el
si las dos bandas se superponen, el supervisor podría generar un falso o
reiniciar cuando la fuente de alimentación
permanece dentro de su banda de tolerancia especificada
especificado (digamos, a 4,6V)

Añadiendo la mitad del umbral de reinicio
la precisión del umbral de reinicio (1,5%) al ideal
10%, coloca al LTC2903
umbrales a un 11,5% (típico) por debajo del
tensión nominal de entrada. Por ejemplo,
el umbral típico de 5V es de 4,425V,
o 75mV por debajo del ideal
4.5V. El umbral garantizado es
en la banda entre 4,5V y 4,35V,
con respecto a la temperatura.

Lee:  El papel de la seguridad física en el cumplimiento de las aspiraciones de la Industria 4.0

El sistema de alimentación debe funcionar
de forma fiable hasta la tensión más baja de la banda de umbral, o te arriesgas a
la banda de umbral, o corres el riesgo de que se produzca un mal funcionamiento antes de que caiga la línea de reinicio. En nuestro
ejemplo de 5V, utilizando la precisión del supervisor del 1,5%, el
1,5% de supervisor, los CI del sistema deben funcionar hasta 4,35V
hasta 4,35V. Los circuitos integrados del sistema que trabajan con una mayor
con un supervisor más inexacto de ±2,5% debe
debe funcionar hasta 4,25V,
aumentar el margen de tensión necesario del sistema
margen y la probabilidad de un mal funcionamiento del sistema
mal funcionamiento del sistema.

En cualquier aplicación de monitorización, la fuente de alimentación
ruido de potencia que pasa por encima de la tensión continua controlada
la tensión monitorizada puede causar reinicios molestos, sobre todo cuando el
cuando la tensión controlada
se acerca al umbral de reinicio. A
la técnica de mitigación consiste en añadir histéresis a la
histéresis al comparador de entrada,
pero esto tiene sus inconvenientes. La cantidad de
de histéresis añadida, normalmente especificada en forma de porcentaje
como porcentaje del punto de viaje,
degrada efectivamente la precisión anunciada de la pieza
de la pieza. El LTC2903 no utiliza
histéresis.

Para minimizar los falsos reinicios manteniendo el umbral
manteniendo la precisión del umbral, el
El LTC2903 utiliza dos formas de filtrado de ruido
filtro de ruido. La primera línea de defensa
incorpora una adaptación propia del
respuesta transitoria del comparador.
Los sucesos transitorios se producen electrónicamente
integrado electrónicamente en el comparador y
debe superar una determinada magnitud
y una duración determinada para que el comparador
para cambiar

La figura 8 muestra la
duración del transitorio en función del comparador
sobrecarga del comparador (en porcentaje de la
(en porcentaje del punto de disparo) necesario para disparar el
comparadores. Una vez que un comparador
se dispara, la línea de reinicio se tira hacia abajo.
El contador del temporizador de reinicio se pone en marcha cuando todas las entradas están por encima del umbral
todas las entradas vuelven a estar por encima del umbral,
y el retardo de reposición nominal es
200 milisegundos. El contador se borra
cada vez que una entrada cae por debajo de su umbral
su umbral. Este retardo de reinicio efectivamente
proporciona un filtrado adicional de
entradas de tensión y es la segunda línea de defensa contra
línea de defensa contra el ruido. Una entrada ruidosa
entrada ruidosa con componentes de frecuencia
suficientemente grande por encima de f = 1/tRST
= 5Hz mantiene la línea de reinicio baja, evitando así
comportamiento oscilante en la línea de reinicio
línea de reinicio.

Figura 8. Duración típica del transitorio frente a la sobrecarga necesaria para que se dispare el comparador.

Una línea de reinicio que se mantiene baja proporciona una
una indicación notablemente buena de
problemas de alimentación. Problemas comunes de la fuente de alimentación
los problemas más comunes de la fuente de alimentación incluyen un
tensión de salida y/o mala regulación
regulación.

Aunque los cuatro comparadores tienen
integrado, utiliza un condensador de derivación en las entradas de
un condensador de derivación en las entradas V1 y V2 porque
el mayor de V1 o V2 proporciona
el valor de VCC para la pieza (un condensador cerámico de 0,1µF
condensador cerámico satisfará la mayoría de las aplicaciones).
Aplica condensadores de filtro a las entradas V3 y V4 si el ruido de la fuente de alimentación supera
V4 si el ruido de la fuente de alimentación supera el
el filtrado incorporado.

El monitor de potencia cuádruple LTC2903
mejora significativamente la fiabilidad del sistema al eliminar
eliminando los falsos reinicios y manteniendo un nivel muy alto
precisión. Su propiedad
el circuito de reinicio pull-down resuelve el
problema de ROP de baja tensión que persiste.
La salida de reinicio puede ahora mantener
mantener un nivel lógico bajo con tensiones de alimentación
a cero voltios. La salida de reinicio
está garantizada la absorción de al menos 5µA
(VOL = 0,15V) para V1, V2 o V3 hasta
hasta 0,5V. El LTC2903 controla cuatro
tensiones con una precisión del 1,5% (sobre el
toda la gama de temperaturas) utilizando
comparadores con rechazo de ruido incorporado
rechazo del ruido. Las tensiones no estándar pueden ser
se controla con el umbral de 0,5V
entrada ajustable.

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