具故障保險電壓監(jiān)視功能的按鈕ON/OFF控制器

您是否有過這樣的惱人經(jīng)歷，就是膝上型計算機或 PDA 不執(zhí)行您發(fā)出的指令 ? 縱然您瘋狂地接連撳按設備上的按鍵，卻絲毫不起作用。當希望轉(zhuǎn)為憤怒時 (但剛好在您即將把公司的膝上型計算機扔出窗戶之前)，您就會用力地把手指按在 ON/OFF 電源按鈕上。10 秒鐘之后，您的膝上型計算機終于屈服，屏幕將在一聲尖銳的“嗚咽”之中變黑。
按鈕不響應很可能是微處理器 (μP) 或系統(tǒng)邏輯電路不響應的結果 —– 系統(tǒng)性事故便是一個例證。通過持續(xù)撳按 ON/OFF 按鈕，LTC®2953 為用戶提供了強制關斷系統(tǒng)電源的能力，即使在故障條件下也是如此。該長久按鈕指令與系統(tǒng)邏輯電路無關，并將在可調(diào)定時器終止操作之后自動地關斷電源。按鈕必須保持于低電平 (以強制斷電) 的時間長度可通過 PDT 引腳上的一個外部電容器來調(diào)節(jié)。
按鈕挑戰(zhàn)
電子設備的 ON/OFF 按鈕給系統(tǒng)設計師帶來了一組獨特的挑戰(zhàn)。負責監(jiān)視按鈕的電路把顫振按鈕信號變換成一個干凈的電壓階躍，由后者來啟用一個 DC/DC 轉(zhuǎn)換器或接通一個電源開關。這些電路與系統(tǒng)邏輯電路進行通信，以確定電源以一種有序的方式接通和關斷。此外，故障保險功能還應在輸入或輸出電源出現(xiàn)問題的情況下停用系統(tǒng)電源。按鈕監(jiān)視器也必須堅固：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現(xiàn)與電子設備 ON/OFF 按鈕連接的完整解決方案，從而解決了所有上述問題。該纖巧的 IC 集成了用于清理按鈕顫振所需的定時電路，并提供了一種旨在實現(xiàn)系統(tǒng)電源有序接通和關斷的簡單通信協(xié)議。LTC2953 包括一個去抖動閉鎖比較器，用于防止系統(tǒng)從一個失效電池或低電壓電源吸取功率。該器件還提供了一個具 200ms 延遲的單路可調(diào)電源復位監(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計，從而免除了增設一個高電壓 LDO 的需要。該器件的功能組允許系統(tǒng)設計師把至所有電路 (LTC2953 除外) 的電源全部關斷，LTC2953 的低靜態(tài)電流 (典型值為 14μA) 延長了電池的使用壽命。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 的堅固按鈕輸入直接連接至電子設備的噪聲、顫振機械 ON/OFF 開關。如欲接通系統(tǒng)電源，則 LTC2953 將在檢測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 的時間之內(nèi)把 KILL 輸入設定為高電平。這個 512ms 的超時周期是一種故障保險功能，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的情況下接通電子設備。如果 KILL 在該時間窗口期間未被設定為高電平，則 LTC2953 將關斷電源。請參見圖 1 中的應用電路和圖 2 中的時序圖。

有序斷電：短的中斷脈沖
在正常條件下，通過給 ON/OFF 電源開關加以脈沖來關斷電子設備。如欲關斷系統(tǒng)電源，則 LTC2953 將在檢測到按鈕顫振的末端之后 32ms 確定中斷輸出。當發(fā)覺該中斷信號時，系統(tǒng)邏輯電路將執(zhí)行斷電和內(nèi)務處理任務，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，從而關斷系統(tǒng)電源 (見圖 3 所示的時序圖)。

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

UVLO 比較器負責檢測輸入電源上的三類異常工作狀況。如果電源故障的持續(xù)時間超過 32ms，則 LTC2953 將發(fā)出一個中斷信號。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)定時器終止操作之后關斷系統(tǒng)電源。此外，UVLO 比較器還可防止用戶在輸入電源電壓過低的情況下接通系統(tǒng)電源 (見圖 4 )。電源故障比較器是一個通用型獨立比較器，可用于區(qū)分 PB 中斷和低電源電壓中斷。復位比較器是一個具有 200ms 固定延遲的單路可調(diào)電壓監(jiān)視器。

結論
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 提供了一款用于對多種系統(tǒng)的電源進行手動切換的簡單而完整的解決方案。稱心合意的特點包括一個電源故障比較器 (它將在電源電壓不斷下降的時候發(fā)出預警信號) 和一個 UVLO 比較器 (它可防止用戶在電源電壓過低或電池失效的情況下接通系統(tǒng))。LTC2953 通過集成一個可調(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正或負啟用極性。LTC2953 采用節(jié)省空間的 3mm x 3mm DFN 封裝。