過(guò)壓檢測(cè)器MC3423/MC3523在微處理器中的應(yīng)用

1引言

隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,半導(dǎo)體器件的集成度不斷提高。功能越來(lái)越完善的微處理器除了片內(nèi)必須具有的cpu、rom、ram、定時(shí)計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)外，還擴(kuò)展到a/d、d/a、dma控制器、鎖相環(huán)、字符發(fā)生器、正弦波發(fā)生器等。

對(duì)于nmos工藝的微處理器工作電壓一般為4.～5.5v，采用cmos工藝的微處理器工作電壓范圍擴(kuò)展至3～6v。

在以微處理器（mpu）或單片機(jī)（mcu）為基礎(chǔ)的系統(tǒng)中，一般要求在電源電壓高于某一規(guī)定值時(shí)，便會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)控制信號(hào)去啟動(dòng)相關(guān)保護(hù)電路，以避免系統(tǒng)中由于工作電壓不正常而產(chǎn)生的誤動(dòng)作或者系統(tǒng)部件的損壞。

mc3423和mc3523是實(shí)現(xiàn)過(guò)壓檢測(cè)的專(zhuān)用芯片。

2mc3423/mc3523簡(jiǎn)介

mc3423/mc3523一般和晶閘管（以下簡(jiǎn)稱(chēng)scr）配合使用，構(gòu)成一個(gè)過(guò)壓保護(hù)電路（以下簡(jiǎn)稱(chēng)ovp）。ovp用于保護(hù)被監(jiān)視的電路，避免由于過(guò)壓或穩(wěn)壓器故障而造成損壞。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生過(guò)壓時(shí)，過(guò)壓檢測(cè)器觸發(fā)scr導(dǎo)通，以短路系統(tǒng)的電源，這樣迫使電源進(jìn)入電流限定狀態(tài)或通過(guò)燒斷保險(xiǎn)絲來(lái)斷開(kāi)系統(tǒng)的供電。

保護(hù)電壓的閾值可通過(guò)外接的分壓電阻決定。為避免被監(jiān)視的電壓由于噪聲而導(dǎo)致ovp的誤動(dòng)作，引起保護(hù)動(dòng)作的最小持續(xù)時(shí)間可通過(guò)外接電容調(diào)整。

3mc3423/mc3523的基本結(jié)構(gòu)及引腳說(shuō)明

mc3423和mc3523的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。它主要由兩個(gè)比較器、一個(gè)內(nèi)部基準(zhǔn)電壓發(fā)生器、一個(gè)恒流源電路和驅(qū)動(dòng)三極管組成。vcc（腳1）和vee（腳7）是芯片供電電壓輸入腳。檢測(cè)1（腳2）是第一個(gè)比較器的反相輸入端外引腳，一般通過(guò)分壓電阻接被監(jiān)視電壓。檢測(cè)2（腳3）是第二個(gè)比較器的同相輸入端外引腳，該腳一般與電流源輸出腳（腳4）相連。腳3也可以通過(guò)分壓電阻接被監(jiān)視電壓。遠(yuǎn)程作用輸入（腳5）是第二個(gè)比較器的強(qiáng)制作用腳，當(dāng)該腳的電壓（相對(duì)于腳7）大于1?4v時(shí)，將強(qiáng)制第二比較器輸出高電位。腳6用于過(guò)壓指示，它是三極管集電極開(kāi)路輸出腳，使用時(shí)應(yīng)外接負(fù)載電阻。腳8是過(guò)壓發(fā)生時(shí)的驅(qū)動(dòng)輸出腳。當(dāng)過(guò)壓被檢測(cè)到后，通過(guò)腳8可觸發(fā)外接scr的導(dǎo)通，該腳采用三極管射極跟隨輸出方式。第一個(gè)比較器的同相輸入端和第二個(gè)比較器的反相輸入端都與內(nèi)部基準(zhǔn)電壓（約為2.6v）相連。

mc3423/mc3523引腳圖如圖2所示。

4mc3423/mc3523在微處理器中的應(yīng)用

圖3為供電電壓大于4.5v，小于36v時(shí)的ovp實(shí)現(xiàn)方法。

圖4為供電電壓大于36v時(shí)的ovp實(shí)現(xiàn)方法。

由圖3、圖4可知，比較器1的閾值電壓uth（即ovp的陷井電壓）由電阻r1和r2決定。

當(dāng)被監(jiān)視的電壓（以下簡(jiǎn)稱(chēng)供電電壓）大于陷井電壓時(shí)，導(dǎo)致mc3423/mc3523的腳3有電流輸出,從而引起晶閘管導(dǎo)通,晶閘管導(dǎo)通后，會(huì)使具有限流保護(hù)功能的電源進(jìn)入限流保護(hù)狀態(tài)。如果電源不具有限流保護(hù)功能,那么當(dāng)晶閘管導(dǎo)通后，通過(guò)燒斷保險(xiǎn)絲來(lái)切斷電源。mc3423/mc3523輸出的電流大小可通過(guò)電阻rg調(diào)整。rg的作用是防止mc3423/mc3523損壞，rg的選擇與加于mc3423/mc3523芯片的電壓（vcc）有關(guān)，其值不應(yīng)小于圖5所給出的最小值。

圖3中的開(kāi)關(guān)s1用于復(fù)位scr，否則必須斷開(kāi)供電電壓才能復(fù)位scr。圖3、圖4所示的ovp電路從檢測(cè)到過(guò)壓發(fā)生至腳8驅(qū)動(dòng)輸出要有1?0μs（典型值）的延遲。如果想要加快驅(qū)動(dòng)輸出的速度，可將腳3接到腳2，腳4懸空不用，也就是用第二個(gè)比較器直接檢測(cè)（監(jiān)視）供電電壓。這時(shí)延遲時(shí)間將縮短到0.5μs。

5結(jié)語(yǔ)

mc3423/mc3523可能被用于具有很大噪音的環(huán)境中，為了防止噪聲引起誤動(dòng)作（通常，這種噪聲不致于損壞系統(tǒng)的元器件），可通過(guò)在腳3與腳4的連接點(diǎn)對(duì)腳1接一電容來(lái)提高的抗干擾能力。其工作原理是這樣的：當(dāng)供電壓超過(guò)陷井電壓值期間，腳4輸出電流，該電流對(duì)電容充電，當(dāng)電容上的電壓超過(guò)2?6v時(shí)，因?yàn)槟_3與腳4直接相連，故第二個(gè)比較器輸出為高，使腳8產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)輸出。因?yàn)槟_4是恒流輸出，故電容的充電速率是恒定的，其上電壓上升與充電時(shí)間成正比，從而消除了干擾可能帶來(lái)的有害影響。電容的放電速率比充電速率快10倍，這是由芯片內(nèi)部電路決定的。