Для чего нужен супервизор

Схемотехника: Типовая схема Супервизора питания (детектор пониженного напряжения). Методика расчёта [2015.03.24]

Полезна ли эта статья? Однако, меня заворожила красота математических выкладок и пришедших идей. Поэтому захотел её опредметить…

(Примечание: картинки в статье кликабельны и ведут на увеличенное изображение.)

Вступление

Определение: Супервизор — это микросхема детектор пониженного напряжения, для защиты схемы/устройства от некачественного питания (по англ. «Undervoltage Protection», «Undervoltage Sensing Circuit», «Supply Voltage Supervisor» и т.п.)

Таким образом, в этой статье представлен разбор принципа работы двух схем. Методика расчёта обвязки компаратора, для обоих схем. И мои рекомендации, какая из двух схем лучше.

1. Типовая схема Супервизора «Рис.1»

По этой схеме выполнены микросхемы Супервизоров: KIA70xx Series; PST529 Series; отечественные серии К1171СП2хх, К1274хх. То есть, здесь, большинство простейших универсальных трехвыводных супервизоров питания общего назначения.

Рис.1 — Типовая схема Супервизора:

Пояснение работы схемы

На компаратор поступает два напряжения, формируемые:
(1) каскадом со стабилитроном = Vcc — dUстаб. (фиксированная аддитивная добавка)
(2) резистивным делителем = Vcc * R2/(R1+R2) (пропорциональная часть)

Изначально: (1)>(2), компаратор выдаёт «лог.0» на выходе.

При уменьшении Vcc, пропорциональная часть (2) от Vcc — уменьшается медленнее, чем целое Vcc (1)… В конце концов, потенциал (1) нагонит и сравняется с (2).

Смещение dUстаб. не влияет на скорость схождения — это лишь небольшая фора для (1), чтобы успеть нагнать напряжение (2), которое стартует при изначально более «выгодных» условиях <Упрощённо: если напряжение (1) бежит аж от Vcc до 0V, то напряжение (2) бежит от Vcc*R2/(R1+R2) до 0V. >Хотя, скорость снижения напряжения (1) быстрее. Однако, если бы не было смещения dUстаб., то (1) никогда бы не догнал (2), но они бы лишь сравнялись только в точке =0V.

Практически, процессы можно проиллюстрировать графиком «Рис.3», который облегчает настройку параметров системы и делает вещи более очевидными.
Точка равенства напряжений (1)=(2): Uпорог-dUстаб. = Uпорог*R2/(R1+R2)

Рис.3 — Точка переключения компаратора:

Примечание: Для универсальности, далее в расчётах и по тексту, будем обозначать смещение и Стабилитрона, и ИОНа одинаково: dUстаб. (номинал стабилитрона) = Uref (номинал ИОН). По сути, это одно и тоже, тождественно.

Расчёт схемы

Пусть, требуется Uпорог=3.2V

Номинал стабилитрона: Uref=3/4*Uпорог=2.4V (меньше не бывает, и в рекомендуемый диапазон попадает)
Стабилитрон BZV55-B/C2V4 имеет ток утечки Irmax=50uA.
Следовательно, в него надо загонять ток на порядок больше >500uA.
Следовательно, номинал токоограничивающего резистора должен быть менее R3 3uA. Тогда, сумма номиналов резисторов должна быть, как минимум, меньше: (R1+R2) 30uA. Тогда, сумма номиналов резисторов должна быть меньше: (R1+R2) 4V) — то можно использовать и Стабилитрон, как дешёвую альтернативу.

Зачем нужен выходной транзистор Q1?

Этот вопрос лучше задать иначе: Почему на функциональной схеме Супервизора, в datasheet, после ОУ изображён дополнительный выходной каскад на биполярном транзисторе?
Ответ: Нет там никакого ключа! Это условное графическое изображение (УГО) того факта, что выход Супервизора — с открытым коллектором (англ. «Open collector» or «Open-Drain» Output).

Есть одно важное Функциональное Требование: от Супервизора требуется ВЫХОД С ОТКРЫТЫМ КОЛЛЕКТОРОМ. Ведь, одно из самых традиционных применений Супервизоров — это давить шину RESET к Земле (при некачественном питании)…

Как правило, и для большинства выпускаемых Компараторов это так: выход Компаратора напряжений представляет собой «выход с открытым коллектором»!
Почему именно выход с открытым коллектором? Это лёгкий и доступный, и наверное самый простой, способ обеспечить необходимую универсальность применения Компараторов: совместимость выходов логическим уровням TTL и CMOS. А также, для специфических схем, где требуется открытый коллектор: например, соединять выходы нескольких компараторов по «логике ИЛИ»… или вот, подобно Супервизору, для непосредственного подключения к «Шине с открытым коллектором»…

Но не смотря на то, что Компаратор — это разновидность ОУ… Однако, выходные каскады Операционных усилителей (ОУ) — построены по Двухтактной схеме (как в комплементарной логике), и не являются «выходами с открытым коллектором»!
Поэтому, Операционные усилители (такие как LM324, LM358 и LM741), обычно, не используются в радиоэлектронных схемах в качестве компаратора напряжений, из-за их биполярных выходов (и низкой скорости). Тем не менее, эти операционные усилители могут быть использованы в качестве компаратора напряжений, если к выходу ОУ подключить диод или транзистор — для того чтобы воссоздать выход с открытым коллектором… (Приятный бонус: использование внешнего транзистора позволит обеспечить бОльший ток нагрузки, чем у обычного компаратора.)

Поскольку условное графическое изображение (УГО) компараторов и ОУ практически не различаются, то на схемах в datasheet, чтобы подчеркнуть факт «открытого коллектора» — специально дорисовывают дополнительный выходной каскад на биполярном транзисторе (с открытым коллектором)…

Какой номинал «эталонного смещения» выбрать?

Комментарии ( 20 )

По поводу этой схемы меня мучают несколько глобальных (в целом теоретических) вопросов, на которые у меня нет ответов:

1/ Чем будет отличаться работа схемы и какова суть проистекающих в ней процессов, если VD1 и R1 поменять местами? Т.е. если этот вариант мы обозначим R1-VD1, R2-VD2. В отличии от исходной комбинации VD1-R1, R2-VD2

2/ И что можно сказать про другие комбинации этой схемы, коих в общем числе 4?

если VD1 и R1 поменять местами?

А, понял! Я, как и Celeron, тоже не был киндервудом в школе, но гугель и педевикия помогут старине веллману! Ход моих мыслей (а-ля Celeron) таков:

Електроны бегут от минуса к плюсу, и I1 = I2 + I3, т.е. БОЛЬШИЙ ток I1 течет через ДЕШЕВЫЙ и дубовый резистор, а уже МЕНЬШИЙ ток I2 течет через столь ЦЕННЫЙ прибор, как стабилитрон. :DDDD

педевикия помогут старине веллману!

Если бы Вы такое написали кому другому из здешних обитателей — я очень хорошо представляю их МГНОВЕННУЮ РЕФЛЕКСИЮ: кто-то осклабясь и ехидненько улыбаясь ответил бы, что эти законы ему давно уже знакомы и якобы случайно ляпнул бы еще чего умного/формульного или, опять же якобы случайно, упомянул бы, что получил 5-ку по ТОЭ, вспомнил свой «крутой» институт/кафедру и тд и тп; другой же начал бы выдавать аналогичную инфу, но в более злобной манере, и обиженно-оскорбленно преследовал бы Вас еще несколько постов подряд, объясняя таким образом(как и первый) — какой он УМНЫЙ и образованный :DDD

Нет худшего оскорбления для типичного здешнего киндервуда, чем упрек или даже тонкий намек на его НЕУМНОСТЬ, НЕОБРАЗОВАННОСТЬ или просто НЕЗНАНИЕ чего-либо в профильной специальности. Такое предсказуемое поведение — уже даже не смешит, как некогда, а уже навевает тоскливую скуку на человека уже давно достигшего полного похуизма нирваны во всем этом суетном и неблагодарном деле — стать умнее/начитаннее/осведомленнее других киндервудов, получить на лоб клеймо «IQ >> medium_level» и всем с гордостью демонстрировать его при каждом удобном случае.

Вот один из эпичнейших пруфов сказанного мной — даже сейчас, прочитав это еще раз, меня просто распирает от дикого хохота :DDD Чел с просто википедическим_багажом_знаний, и который_все_знает_обо_всем загадал задачку. Тут же(точнее через 50 мин) подорвался отнюдь не вьюноша, но «телемастер» по установке и настройке колонок и видеопроекторов, с коротким сообщением: Решил. WTF. Т.е. даже такой якобы СЕРЬЕЗНЫЙ старикан купился на наживку и сообщил всей local_universe: Я, Я — УМНЫЙ (САМЫЙ/САМЫЙ_ПЕРВЫЙ УМНЫЙ). Далее нарисовался уже супер-мега-пупер-киндервуд, который лениво слонялся в этой теме, как обычно высокомерно и свысока поглядывая на остальных и поковыривая зубочисткой в зубах. Якобы снисходительно отписался: Занятная задачка. Немного подумал(ну кто такой по сравнению со мной этот старикан-телемастер?) и дописал: Решил (Э-з-з. ) минуты за ДВЕ. Wow. Я чуть не упал с табуретки от хохота, когда читал это в первый раз :DDD e_mc2, а Вам разве не смешно все это? Для полной широты комедии и ее персонажей(сами своими же пальцами написали не хуже Гоголя, даже не догадываясь об этом) советую почитать Вам всю эту тему.

Долгими зимними вечерами в своей деревне я писал докторскую диссертацию и открыл целую науку, но радость моя после завершения сего труда была преждевременной — к сожалению эту науку(термодинамику) уже открыли ушлые киндервуды и мажоры, которым, в отличии от меня, в детстве и юности дали хорошее образование.

Источник

Супервизоры и детекторы напряжения Microchip Technology

Компания Microchip Technology Inc., один из ведущих мировых производителей 8- и 16-разрядных микроконтроллеров, производит также широкий ассортимент аналоговых микросхем, в том числе супервизоров, предназначенных для управления напряжением питания микроконтроллеров. В данной статье рассматриваются вопросы применения внешних супервизоров при разработке микропроцессорных систем, а также особенности микропотребляющих схем сброса компании Microchip.

Самым эффективным и дешевым способом управления напряжением питания при разработке микропроцессорных систем является использование внешней микросхемы супервизора питания. Она позволяет не только поддерживать контроллер в состоянии сброса перед его пуском (функция POR — power on reset), но и контролировать уровень и стабильность питания во время выполнения программы (функция BOR — brown out reset), выполнять функции сторожевого таймера (WDT), а также реализовывать другие сервисные функции, например, внешний сброс.

Зачем нужен супервизор?

Супервизоры питания микроконтроллеров используются в различных приложениях, но две основные задачи, которые они позволяют решать, следующие:

Несмотря на то, что большинство современных микроконтроллеров уже имеет в своем составе встроенные модули POR и BOR, применение внешних супервизоров оправдано по следующим соображениям:

В таблице 1 приводится сравнение двух контроллеров PIC производства Microchip Technology Inc. и супервизоров MCP121 и MCP111 по количеству пороговых значений напряжения и току потребления, подтверждающее эти положения.

Помимо описанных функций, супервизоры могут использоваться в качестве сторожевого таймера (WDT) для контроля времени выполнения программы, а также для организации так называемого «оконного» режима. В последнем случае используется два супервизора: один непосредственно для сброса контроллера, а второй — для выявления факта снижения напряжения, чтобы иметь возможность корректно сохранить данные в промежутке времени перед перезагрузкой процессора.

Далее рассмотрены примеры реализации всех указанных функций.

Функция POR

В спецификации на большинство микроконтроллеров указываются параметры, характеризующие, в частности, режим нарастания питания. Неравномерность в нарастании напряжения, несоответствие реальной скорости нарастания и скорости, указанной в спецификации на контроллер, может привести к сбоям в работе контроллера или некорректному запуску.

Как уже упоминалось выше, супервизоры питания позволяют решить подобные проблемы путем удержания микроконтроллера в состоянии сброса до тех пор, пока напряжение питания не достигнет заданного уровня и не стабилизируется. Как только питание стабилизируется, контроллер запускается и начинает выполнение своей программы (рис. 1).

Обычно период сброса для различных супервизоров варьируется в диапазоне от 150 до 500 мс. Детекторы напряжения, позволяющие контролировать уровень напряжения питания, отличаются от супервизоров отсутствием задержки импульса сброса.

Функция BOR

Под понятием brown out или потерей напряжения питания (рис. 2) подразумевают различные случаи колебания, «провисания» или превышения напряжением безопасного порогового уровня.

Такие колебания, вызванные различными причинами, могут привести к некорректной работе контроллера, сохранению неверных данных в памяти и, как следствие, к неправильному функционированию системы в целом.

К сожалению, не всегда на этапе проектирования и разработки системы предусматриваются подобные случаи потери напряжения, и проблемы обнаруживаются уже потом, когда изделие запущено в массовое производство.

Постепенное снижение напряжения

Помимо колебаний и резких провалов напряжения, типичным является постепенное медленное снижение питания (рис. 3). Речь, в первую очередь, идет о приложениях с батарейным питанием, где такая ситуация возможна при разряде батареи.

Подобные ситуации могут, в частности, приводить к тому, что собьется счетчик команд, и программа начнет работать неправильно.

Если в системе используется внешняя энергонезависимая память EEPROM, которая работает при напряжениях питания от 1,2 В, то возможна ситуация, когда микроконтроллер будет работать неправильно и запишет случайные данные в EEPROM, что может быть обнаружено (или нет) при последующей перезагрузке.

Как подобрать супервизор?

Для реализации функций POR/BOD необходимо обратить внимание на следующие основные факторы:

В таблице 2 приводятся типичные номиналы напряжений на сброс. Выбор номинала напряжения определяется в первую очередь напряжением питания контроллера и диапазоном напряжения питания элементов всей цепи.

К примеру, для контроллера с питанием 5 В ±10%, работающего в диапазоне 4,5–5,5 В, выбор супервизора с минимальной и максимальной точками сброса 4,5 и 4,75 В соответственно гарантирует сброс микроконтроллера до достижения нижнего порога работы процессора.

Выбор полярности импульса сброса супервизора определяется активным уровнем на входе сброса контроллера. К примеру, у супервизоров MCP100/120/130 активный уровень сброса низкий, а у MCP101 — высокий.

Помимо перечисленных свойств, супервизоры характеризуются такими параметрами, как:

Особенности супервизоров и детекторов напряжения компании Microchip

Микропотребление

Компания Microchip Technology производит ряд супервизоров питания, рекомендуемых для применения в портативных и батарейных приложениях (табл. 3). Их особенностью является сверхнизкий ток потребления — единицы и доли микроампер.

Это дает возможность интегрировать супервизоры Microchip в системы, чувствительные к току потребления, экономя мощность и одновременно повышая надежность системы.

Супервизоры со входом сторожевого таймера

Microchip производит супервизоры с функцией сторожевого таймера WDT, позволяющие контролировать (рис. 5), помимо напряжения питания, время выполнения программы микроконтроллера (табл. 4).

Если заданное гарантированное время выполнения программы оказывается больше программируемого таймаута сторожевого таймера (t_WD), на выходе супервизора /RST устанавливается низкий уровень, и микроконтроллер сбрасывается.

Супервизоры со входом для подключения кнопки сброса

В некоторых портативных приложениях требуется иметь кнопку ручного сброса. Microchip предлагает ряд супервизоров со входом для непосредственного подключения кнопки сброса микроконтроллера (/MR) без дополнительного проектирования внешних цепей. Время Trst, указываемое в документации на супервизоры, определяет продолжительность импульса сброса микроконтроллера.

Супервизоры со входом для подключения кнопки сброса отмечены в таблице 4 аббревиатурой MR в колонке «Другие особенности».

Использование супервизоров для организации «оконного» режима

В некоторых случаях перед сбросом контроллера при снижении напряжения питания необходимо предварительно корректно сохранить все промежуточные данные и программный контекст. Для того чтобы за время снижения напряжения питания с уровня V1 до критического уровня сброса V2 контроллер успел соответствующим образом обработать это событие и сохранить необходимые данные в энергонезависимой EEPROM или Flash-памяти, в системе ставят два супервизора. Один — для выявления факта снижения напряжения и информирования контроллера, а второй — непосредственно для сброса контроллера при достижении критического уровня значения напряжения питания. Такой прием позволяет повысить надежность системы за счет контроля напряжения питания МК, а также за счет своевременного оповещения о снижении напряжения до критического уровня.

Детекторы напряжения

Детекторы напряжения, как уже упоминалось ранее, отличаются от супервизоров отсутствием задержки на выходе сброса RST.

Microchip производит ряд детекторов в миниатюрных корпусах 3/SOT-23, 3/SOT-89, 3/TO-92, отличающихся сверхнизким собственным потреблением (табл. 5).

Заключение

Применение внешнего супервизора питания в микропроцессорных системах определяется двумя факторами: это малое энергопотребление (менее 1 мкА) и большее количество напряжений на сброс по сравнению со встроенными в микроконтроллер модулями POR.

Основными параметрами супервизоров, на которые следует обратить внимание при выборе супервизора питания, являются:

Компания Microchip производит микропотребляющие недорогие супервизоры в миниатюрных корпусах с различными номиналами напряжений на сброс, типами выхода и величиной импульса сброса.

Источник

Микросхемы супервизоров питания компании ON Semiconductor

Супервизоры питания — интегральные микросхемы, которые изменяют состояние своего выходного цифрового сигнала, если уровень напряжения питания оказывается ниже определенной пороговой величины напряжения. Супервизоры предназначены для работы в микропроцессорных системах и формируют сигнал RESET при падении напряжения ниже допустимого уровня. Современная схема микропроцессорного супервизора (диспетчера) является дешевым и эффективным средством для контроля и автоматического поддержания работы операционной системы без сбоев. Эти приборы потребляют малую мощность, имеют низкую цену при широком диапазоне встроенных функций и размещаются в небольших корпусах. Интегрированная структура микросхемы объединяет источник опорного напряжения и компаратор с температурно-компенсированным порогом и гистерезисом. Корректная работа формирователя сброса гарантирована при минимальном уровне входного напряжения 1 В.

Микросхемы супервизоров питания выпускают в настоящее время десятки компаний, среди которых Maxim, ON Semiconductor, NXP, Microchip, ROHM, STMicroelectronics, Analog Devices, Holtek и др.

Первая микросхема супервизора MAX809 в корпусе SOT23 была разработана компанией Maxim и стала стандартом для всех остальных производителей. В настоящее время MAX809 и ее аналоги выпускаются с несколькими пороговыми напряжениями, задаваемыми при производстве. Производитель гарантирует точность ±2,6% при работе в диапазоне температур –40…+85 °C и минимальный период сброса 140 мс.

За время производства микросхемы были существенно оптимизированы ее функциональные качества; уменьшились энергопотребление, размеры корпуса и цена; расширились возможности для специфических приложений и диапазон рабочих температур. Супервизоры питания применяются в секторе промышленной автоматики и в автомобильной электронике, где сбой по питанию может привести к выходу из строя силовых приводов и механическим разрушениям системы.

В настоящее время выпускаются интегральные устройства, в которых функция супервизора питания дополнена входом ручного сброса, сторожевым таймером, индикацией пониженного питания, встроенным ЕЕПРОМ, маломощным LDO и возможно формирование нескольких сигналов при различных сбоях по питанию.

Микросхемы супервизоров питания ON Semiconductor

Компания ON Semiconductor выпускает широкую номенклатуру микросхем супервизоров питания. Многие супервизоры этой фирмы являются полными аналогами приборов Maxim/Dallas. Широкая линейка микросхем супервизоров разработана компанией Catalyst Semiconductor (Санта-Клара, шт. Калифорния), которая с 2008 г. является подразделением ON Semiconductor и занимается разработкой и производством аналоговых продуктов, микросхем энергонезависимой памяти, цифровых программируемых потенциометров (DPP), LDO-стабилизаторов, LED-драйверов. Продукты Catalyst применяются в телекоммуникационном, компьютерном, автомобильном и индустриальном оборудовании.

Супервизоры МАХ809/810

Эта микросхема, разработанная компанией Мaxim в начале 90-х, на долгие годы стала эталоном для подражания для других производителей. ON Semiconductor выпускает эту серию супервизоров c маркировкой Maxim. Следует отметить, что их выпускает также и NXP. Однако ток потребления у них больше, чем у аналогичных ON Semi — 17 мкА. Есть защита от кратковременных провалов по питанию.

Супервизоры (рис. 1) производства компании Maxim потребляют 17–100 мкА в зависимости от температуры и напряжения питания. Они выпускаются в корпусах типовой SOT-23 или SC-70 (SOT-323) меньшего размера.

Рис. 1. Структура супервизора и цоколевка корпуса MAX809

Формирователь сигнала сброса (рис. 2) состоит из термокомпенсированного источника опорного напряжения, резистивного делителя входного напряжения, компаратора, схемы таймера для фиксированной задержки и выходного пушпульного драйвера.

Рис. 2. Диаграмма сигнала сброса RESET

При изготовлении микросхемы резистивная цепь может быть скорректирована на различные допуски питающего напряжения (5, 10, 15 или 20%), позволяя пользователю выбрать определенный порог сброса для каждого случая работы микропроцессора

Хотя микросхема и имеет пушпульный выход, требуется установка подтягивающего резистора, поскольку при падении напряжения питания ниже порога 1 В выход становится с открытым стоком. Отличие MAX810 — наличие инвертора перед выходным каскадом. Типовое потребление — около 500 нА.

Ряд пороговых напряжений

Для разных типов супервизоров существуют модификации, отличающиеся различным порогом напряжения компаратора, запускающего таймер формирователя сигнала сброса. Каждому пороговому напряжению модификации соответствует суффикс, присутствующий в названии типа микросхемы. Эта система суффиксов является стандартной для всех микросхем супервизоров с модификациями порогов. Каждый тип микросхемы имеет стандартный ряд модификаций. Однако при заказе крупных партий возможна реализация других значений пороговых напряжений. Пороговое напряжение определяется внутренним резистивным делителем.

Для отдельных типов супервизоров могут использоваться только некоторые из указанных в таблице 1 порогов. В названиях вместо суффиксов пороговых напряжений могут использоваться также и числовые значения. Например, цифра 28 — пороговое напряжение 2,8 В.

Таблица 1. Полный ряд суффиксов идентификации порогового напряжения при заказе

Области применения супервизоров питания:

В таблице 2 представлены параметры микросхем супервизоров питания, выпускаемых ON Semiconductor. Основные отличия базовых схем супервизоров: ток потребления, температурный диапазон, ряд пороговых напряжений для модификаций, а также тип выхода.

Таблица 2. Основные параметры микросхем супервизоров, выпускаемых ON Semiconductor

Примечание. WD — сторожевой таймер; MR — вход ручного сброса; DUAL — два выхода RESET; MEM — встроенная ЕЕПРОМ; LDO — встроенный LDO; Line SYNC — компаратор для синхронизации с фазой сети; PW — сигнал опасной зоны напряжения.

Супервизоры серии CAT803/809/810/811/812

Супервизоры питания этой базовой линейки имеют структуру, аналогичную MAX809. Микросхемы отличаются схемой выходного формирователя сигнала RESET, а также наличием/отсутствием дополнительного входа для ручного сброса:

Супервизор является полным микромощным аналогом и альтернативой популярному супервизору MAX809. Потребление микросхем этой серии в рабочем режиме — не более 6 мкА. Другая особенность — защита входа компаратора супервизора от высокочастотных помех типа «иголок» (glitches).

Супервизоры CAT811/812 являются полными аналогами микросхем MAX811/812 и, в отличие от CAT809/810, имеют дополнительный вход ручного сброса:

На рис. 3 показаны схемы организации выхода сигнала сброса.

Рис. 3. Схемы выходов супервизоров CAT809/810/811/812

Супервизор NCP803

NCP803 — дешевый супервизор, аналог MAX809. Он имеет выход с открытым стоком и сигналом RESET с активным низким уровнем. Требуется внешний подтягивающий к питанию резистор номиналом около 100 кОм. Напряжение питания резистора — 3–5 В.

Есть защита от импульсных помех по питанию. Ток потребления — около 1 мкA (при VCC = 3,2 В). Микросхема ориентирована на использование в приборах с батарейным питанием. Микросхема имеет модификации с заданными точными порогами напряжения мониторинга: 2,5, 3, 3,3 и 5 В. Возможен заказ микросхем с другими порогами напряжений: от 1,6 до 4,9 В с шагом 100 мВ.

Супервизор CAT808

Этот супервизор ориентирован, в основном, на применение в устройствах с батарейным питанием. На рис. 4 показан вариант его использования. Особенность — точная установка порога мониторируемого напряжения.

Рис. 4. Типовая схема применения супервизора — выключение конвертора напряжения в батарейном устройстве при критическом разряде батареи

Схема формирователя сигнала сброса — с открытым стоком, поэтому требуется установка подтягивающего к питанию резистора. Типовое потребление 2,5 мкА. Номиналы порогового напряжения задаются числовым суффиксом в названии микросхемы.

Супервизор CAT8801

Микросхема является альтернативной заменой популярных супервизоров типа MAX809 для тех приложений, в которых особенно важно минимальное потребление: ток потребления этой микросхемы всего 200 нА.

Ряд напряжений мониторируемого питания: +5, +3,3, +3, +2,5 и +1,8 В. Активный уровень сигнала сброса — низкий. Внешний подтягивающий резистор не требуется.

CAT705/706/813 — супервизоры со встроенным сторожевым таймером

Микросхемы CAT705, CAT706 и CAT813 обеспечивают функции сброса и мониторинга питания, а также сторожевой таймер. На рис. 5 показана структура супервизоров этой серии.

Рис. 5. Структурная схема микросхем супервизоров

CAT705 и CAT706 имеют активный низкий уровень сигнала RESET, а CAT813 — высокий.

В структуре также реализован вторичный монитор по питанию (PFI), который предназначен для подачи предупредительного сигнала для микроконтроллера в случае, если питание находится в опасной зоне. Сигнал сброса гарантируется даже при снижении питания до уровня 1 В. Ширина импульса сброса — не менее 200 мс. Период сторожевого таймера — 1,6 с.

CAT1161/2 — супервизор питания со встроенной ЕЕПРОМ

Микросхема ориентирована на использование в микропроцессорных системах. В структуре также реализован и программируемый сторожевой таймер. На рис. 6 показана структура микросхем CAT1161/2.

Рис. 6. Структура супервизора CAT1161/2

Время срабатывания таймера до 1,6 с. ЕЕПРОМ объемом 16 кбайт имеет последовательный I 2 C интерфейс. Реализована встроенная защита от непреднамеренной записи. Более дешевая версия CAT1162 не имеет встроенного сторожевого таймера.

Монитор и схема сброса обеспечивают защиту от неправильной записи в ЕЕПРОМ, а также правильное функционирование системных контроллеров при включении/выключении питания, а также при пониженном напряжении питания (Brown-Out). Гарантированный срок хранения данных в ЕЕПРОМ — 100 лет. Микросхема имеет пять модификаций с разными порогами напряжений для активации сброса. Микросхема выпускается в 8-IP и 8-SO корпусах.

Супервизоры с дополнительными функциями CAT1232LP, CAT1832

В микросхеме интегрированы несколько функций: монитор питания, сторожевой таймер, вход ручного сброса, формирователь сигнала сброса отрицательной и положительной полярности. Микросхема CAT1232LP ориентирована на использование в цепях питания 5 В, а CAT1832 предназначена для 3,3 В.

Основные параметры микросхем:

Микропроцессорные супервизоры питания CAT1232LP и CAT1832 обеспечивают останов и рестарт микропроцессора при зависаниях или зацикливании, рестарт после сбоев по питанию и антидребезговый ручной сброс по кнопке.

Выбор периода срабатывания сторожевого таймера осуществляется наличием режимной перемычки на входе TD:

На рис. 7 показана структура супервизоров CAT1232LPCAT1832. На рис. 8 представлена типовая схема включения супервизора CAT1232LP.

Рис. 7. Структурная схема супервизоров CAT1232LP и CAT1832

Источник