具有集400mV基準(zhǔn)的雙微功率比較器簡(jiǎn)化了監(jiān)控器和控制功能

Jon Munson

LT6700雙比較器囊括了用于在空間因素至關(guān)重要的設(shè)計(jì)中減少元件數(shù)量的諸多特點(diǎn)，包括一個(gè)取自經(jīng)修整的片上400mV帶隙的基準(zhǔn)和內(nèi)部遲滯機(jī)制。LT6700還具有低壓微功率單電源操作(典型值為1.4V至18V、7μA)和Over-The-Top? I/O功能，旨在實(shí)現(xiàn)通用性的最大化，并提供特別適用于便攜式電池供電應(yīng)用的解決方案。輸出是集電極開(kāi)路的，目的在于實(shí)現(xiàn)邏輯線“與”功能，并能驅(qū)動(dòng)相對(duì)較重的負(fù)載(高至40mA)，比如繼電器或LED指示器。

LT6700支持多種設(shè)計(jì)配置，但仍采用一種引腳數(shù)目最少的封裝(6引腳ThinSOT?)。這是通過(guò)提供三種不同版本的LT6700來(lái)實(shí)現(xiàn)的，每種版本各有不同的配置。LT6700-1 為設(shè)計(jì)師提供了一個(gè)反相和一個(gè)同相輸入，特別適用于窗口檢測(cè)功能；LT6700-2提供了兩個(gè)反相輸入；而LT6700-3則提供了兩個(gè)同相輸入。內(nèi)部基準(zhǔn)與每個(gè)比較器部分的一個(gè)輸入相連，如圖1所示，剩下的兩個(gè)連接被用戶用來(lái)進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)。

圖1：LT6700系列的引腳功能

“電量測(cè)量”電池監(jiān)控器

憑借LT6700精確的內(nèi)部基準(zhǔn)(在整個(gè)溫度范圍內(nèi)的誤差為±2%)能容易地設(shè)計(jì)出一個(gè)簡(jiǎn)單而準(zhǔn)確的電池監(jiān)控器。圖2示出了一個(gè)兩門限“鹼性”電池監(jiān)控器的實(shí)現(xiàn)方案。對(duì)于所示的電阻值，當(dāng)電池電壓降至2V(每節(jié)為1V)以下時(shí)(這對(duì)應(yīng)于電池容量尚馀30% 的情形)，引腳1輸出電平走低。當(dāng)電池電壓為1.6V (每節(jié)為0.8V)時(shí)，引腳6輸出電平也走低，因?yàn)殡姵剡_(dá)到了其額定“壽命結(jié)束”電壓。門限點(diǎn)的數(shù)量可以容易地通過(guò)延長(zhǎng)阻性分壓器鏈并采用附加比較器來(lái)增加。

圖2：微功率“電量測(cè)量”電池監(jiān)控器

簡(jiǎn)單的窗口功能狀態(tài)監(jiān)控器

LT6700-1很適合那些能夠利用輸出線“與”功能的窗口比較應(yīng)用。圖3示出了一個(gè)能在電壓限制被超過(guò)時(shí)提供光隔離報(bào)警指示的48V電源總線監(jiān)控器。該電路所進(jìn)行的微功率操作使其能夠采用簡(jiǎn)單的齊納二極管技術(shù)直接從監(jiān)控的電壓獲得工作電源。

圖3：48V電源總線狀態(tài)監(jiān)控器

當(dāng)總線工作電壓處于正常電壓范圍之內(nèi)時(shí)，兩個(gè)比較器輸出均處于無(wú)效狀態(tài)，于是LED接通且報(bào)警輸出為低電平(報(bào)警清除)。如果總線電壓產(chǎn)生了足夠的偏移，則其中一個(gè)比較器把LED電壓拉低，從而導(dǎo)致報(bào)警。請(qǐng)注意，任何引起至光電晶體管的開(kāi)路連接或阻止LED工作(即其他開(kāi)路條件)的故障模式在目的邏輯輸入端上產(chǎn)生一個(gè)失效保險(xiǎn)報(bào)警指示。LT6700在極低電壓條件下工作的能力確保了即使在總線電位深度下降的情況下也能夠提供正確的報(bào)警指示(22V齊納二極管通過(guò)使LED失效進(jìn)一步消除在總線斷電變換過(guò)程中發(fā)出錯(cuò)誤的故障指示之可能性)。

微功率恒溫器/溫度報(bào)警

雖然400mV基準(zhǔn)不能直接為電路設(shè)計(jì)師所用，但一個(gè)反相比較器部分通過(guò)執(zhí)行一個(gè)簡(jiǎn)單的“砰-砰”伺服可被用來(lái)與基準(zhǔn)成比例地對(duì)一個(gè)外部電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。該技術(shù)示于圖4， 其中，乘數(shù)由一個(gè)等電阻反饋路徑設(shè)定為2。反相比較器負(fù)責(zé)控制電流以便保持電容器上的電壓，這樣，反饋信號(hào)在輸入遲滯點(diǎn)之間“往返”。LT6700遲滯的標(biāo)稱值為6.5mV，因此，該電路在伺服電容器上具有約13mVP-P紋波。

圖4：微功率恒溫器/溫度報(bào)警

另一個(gè)比較器部分實(shí)際上執(zhí)行的是報(bào)警判定，該判定是簡(jiǎn)單地基于一個(gè)電阻半橋電路的不平衡。在該電路中，使熱敏電阻的阻值與一個(gè)已知電阻器相平衡，于是，針對(duì)所關(guān)心的溫度從熱敏電阻表中選擇RSET就能輕易地設(shè)定溫度門限。由于所示熱敏電阻的阻值變化約為–4.4%/°C，因此，輸出信號(hào)的溫度遲滯約為0.4°C，這適合于大多數(shù)環(huán)境控制應(yīng)用。與熱敏電阻并聯(lián)的電容器用于濾除基準(zhǔn)乘法電路的紋波。該電路的微功耗特點(diǎn)允許它在采用一個(gè)普通的3V鈕扣電池(即CR2032)時(shí)可連續(xù)工作兩年以上。

結(jié)論

LT6700提供了用于基于廣限狀態(tài)和控制功能的緊湊型微功率解決方案。其超寬的電源電壓范圍以及Over-The-Top功能為便攜式電池供電產(chǎn)品以及工業(yè)應(yīng)用提供了理想的性能。

審核編輯：郭婷