具故障保險(xiǎn)電壓監(jiān)視功能的按鈕ON/OFF控制器

您是否有過(guò)這樣的惱人經(jīng)歷，就是膝上型計(jì)算機(jī)或 PDA 不執(zhí)行您發(fā)出的指令 ? 縱然您瘋狂地接連撳按設(shè)備上的按鍵，卻絲毫不起作用。當(dāng)希望轉(zhuǎn)為憤怒時(shí) (但剛好在您即將把公司的膝上型計(jì)算機(jī)扔出窗戶之前)，您就會(huì)用力地把手指按在 ON/OFF 電源按鈕上。10 秒鐘之后，您的膝上型計(jì)算機(jī)終于屈服，屏幕將在一聲尖銳的“嗚咽”之中變黑。
按鈕不響應(yīng)很可能是微處理器 (μP) 或系統(tǒng)邏輯電路不響應(yīng)的結(jié)果 —– 系統(tǒng)性事故便是一個(gè)例證。通過(guò)持續(xù)撳按 ON/OFF 按鈕，LTC®2953 為用戶提供了強(qiáng)制關(guān)斷系統(tǒng)電源的能力，即使在故障條件下也是如此。該長(zhǎng)久按鈕指令與系統(tǒng)邏輯電路無(wú)關(guān)，并將在可調(diào)定時(shí)器終止操作之后自動(dòng)地關(guān)斷電源。按鈕必須保持于低電平 (以強(qiáng)制斷電) 的時(shí)間長(zhǎng)度可通過(guò) PDT 引腳上的一個(gè)外部電容器來(lái)調(diào)節(jié)。
按鈕挑戰(zhàn)
電子設(shè)備的 ON/OFF 按鈕給系統(tǒng)設(shè)計(jì)師帶來(lái)了一組獨(dú)特的挑戰(zhàn)。負(fù)責(zé)監(jiān)視按鈕的電路把顫振按鈕信號(hào)變換成一個(gè)干凈的電壓階躍，由后者來(lái)啟用一個(gè) DC/DC 轉(zhuǎn)換器或接通一個(gè)電源開(kāi)關(guān)。這些電路與系統(tǒng)邏輯電路進(jìn)行通信，以確定電源以一種有序的方式接通和關(guān)斷。此外，故障保險(xiǎn)功能還應(yīng)在輸入或輸出電源出現(xiàn)問(wèn)題的情況下停用系統(tǒng)電源。按鈕監(jiān)視器也必須堅(jiān)固：能夠承受很高的靜電放電電平和低于地電位的電壓瞬變，并在高電壓電平條件下運(yùn)作。
具電壓監(jiān)視功能的 LTC2953 按鈕 ON/OFF 控制器提供了一款用于實(shí)現(xiàn)與電子設(shè)備 ON/OFF 按鈕連接的完整解決方案，從而解決了所有上述問(wèn)題。該纖巧的 IC 集成了用于清理按鈕顫振所需的定時(shí)電路，并提供了一種旨在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)電源有序接通和關(guān)斷的簡(jiǎn)單通信協(xié)議。LTC2953 包括一個(gè)去抖動(dòng)閉鎖比較器，用于防止系統(tǒng)從一個(gè)失效電池或低電壓電源吸取功率。該器件還提供了一個(gè)具 200ms 延遲的單路可調(diào)電源復(fù)位監(jiān)視器。
LTC2953 的寬輸入電壓范圍 (2.7V 至 27) 專為從單節(jié)電池或多節(jié)電池組獲取工作電源而設(shè)計(jì)，從而免除了增設(shè)一個(gè)高電壓 LDO 的需要。該器件的功能組允許系統(tǒng)設(shè)計(jì)師把至所有電路 (LTC2953 除外) 的電源全部關(guān)斷，LTC2953 的低靜態(tài)電流 (典型值為 14μA) 延長(zhǎng)了電池的使用壽命。這款器件采用節(jié)省空間的 12 引腳 3mm x 3mm DFN 封裝。
有序上電LTC2953 的堅(jiān)固按鈕輸入直接連接至電子設(shè)備的噪聲、顫振機(jī)械 ON/OFF 開(kāi)關(guān)。如欲接通系統(tǒng)電源，則 LTC2953 將在檢測(cè)到按鈕顫振的末端之后 32ms 確定使能輸出。一旦電源被使能，系統(tǒng)就必須在 512ms 的時(shí)間之內(nèi)把 KILL 輸入設(shè)定為高電平。這個(gè) 512ms 的超時(shí)周期是一種故障保險(xiǎn)功能，用于防止用戶在 DC/DC 轉(zhuǎn)換器發(fā)生故障或微處理器不響應(yīng)的情況下接通電子設(shè)備。如果 KILL 在該時(shí)間窗口期間未被設(shè)定為高電平，則 LTC2953 將關(guān)斷電源。請(qǐng)參見(jiàn)圖 1 中的應(yīng)用電路和圖 2 中的時(shí)序圖。

有序斷電：短的中斷脈沖
在正常條件下，通過(guò)給 ON/OFF 電源開(kāi)關(guān)加以脈沖來(lái)關(guān)斷電子設(shè)備。如欲關(guān)斷系統(tǒng)電源，則 LTC2953 將在檢測(cè)到按鈕顫振的末端之后 32ms 確定中斷輸出。當(dāng)發(fā)覺(jué)該中斷信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)邏輯電路將執(zhí)行斷電和內(nèi)務(wù)處理任務(wù)，并在完成之后立即把 KILL 確定為低電平。LTC2953 隨后將釋放使能輸出，從而關(guān)斷系統(tǒng)電源 (見(jiàn)圖 3 所示的時(shí)序圖)。

故障保險(xiǎn)功能
LTC2953 提供了 3 個(gè)用于電壓監(jiān)視的比較器，即： UVLO 比較器、電源故障比較器和復(fù)位比較器。

UVLO 比較器負(fù)責(zé)檢測(cè)輸入電源上的三類異常工作狀況。如果電源故障的持續(xù)時(shí)間超過(guò) 32ms，則 LTC2953 將發(fā)出一個(gè)中斷信號(hào)。如果電源電壓下降并處于用戶可調(diào)電平以下，則 LTC2953 將在用戶可調(diào)定時(shí)器終止操作之后關(guān)斷系統(tǒng)電源。此外，UVLO 比較器還可防止用戶在輸入電源電壓過(guò)低的情況下接通系統(tǒng)電源 (見(jiàn)圖 4 )。電源故障比較器是一個(gè)通用型獨(dú)立比較器，可用于區(qū)分 PB 中斷和低電源電壓中斷。復(fù)位比較器是一個(gè)具有 200ms 固定延遲的單路可調(diào)電壓監(jiān)視器。

結(jié)論
LTC2953 是具輸入和輸出電壓監(jiān)視功能的低功率、寬輸入電壓范圍 (2.7V至 27V) 按鈕 ON/OFF 控制器。LTC2953 提供了一款用于對(duì)多種系統(tǒng)的電源進(jìn)行手動(dòng)切換的簡(jiǎn)單而完整的解決方案。稱心合意的特點(diǎn)包括一個(gè)電源故障比較器 (它將在電源電壓不斷下降的時(shí)候發(fā)出預(yù)警信號(hào)) 和一個(gè) UVLO 比較器 (它可防止用戶在電源電壓過(guò)低或電池失效的情況下接通系統(tǒng))。LTC2953 通過(guò)集成一個(gè)可調(diào)單通道電源監(jiān)控器提供了更高的系統(tǒng)可靠性。該器件的兩種版本可適應(yīng)正或負(fù)啟用極性。LTC2953 采用節(jié)省空間的 3mm x 3mm DFN 封裝。