過壓檢測器MC3423/MC3523在微處理器中的應用

1引言

隨著微電子技術的發(fā)展,半導體器件的集成度不斷提高。功能越來越完善的微處理器除了片內(nèi)必須具有的cpu、rom、ram、定時計數(shù)器、中斷系統(tǒng)外，還擴展到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展至3～6v。

在以微處理器（mpu）或單片機（mcu）為基礎的系統(tǒng)中，一般要求在電源電壓高于某一規(guī)定值時，便會自動產(chǎn)生一個控制信號去啟動相關保護電路，以避免系統(tǒng)中由于工作電壓不正常而產(chǎn)生的誤動作或者系統(tǒng)部件的損壞。

mc3423和mc3523是實現(xiàn)過壓檢測的專用芯片。

2mc3423/mc3523簡介

mc3423/mc3523一般和晶閘管（以下簡稱scr）配合使用，構成一個過壓保護電路（以下簡稱ovp）。ovp用于保護被監(jiān)視的電路，避免由于過壓或穩(wěn)壓器故障而造成損壞。當系統(tǒng)發(fā)生過壓時，過壓檢測器觸發(fā)scr導通，以短路系統(tǒng)的電源，這樣迫使電源進入電流限定狀態(tài)或通過燒斷保險絲來斷開系統(tǒng)的供電。

保護電壓的閾值可通過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致ovp的誤動作，引起保護動作的最小持續(xù)時間可通過外接電容調(diào)整。

3mc3423/mc3523的基本結構及引腳說明

mc3423和mc3523的結構框圖如圖1所示。它主要由兩個比較器、一個內(nèi)部基準電壓發(fā)生器、一個恒流源電路和驅(qū)動三極管組成。vcc（腳1）和vee（腳7）是芯片供電電壓輸入腳。檢測1（腳2）是第一個比較器的反相輸入端外引腳，一般通過分壓電阻接被監(jiān)視電壓。檢測2（腳3）是第二個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也可以通過分壓電阻接被監(jiān)視電壓。遠程作用輸入（腳5）是第二個比較器的強制作用腳，當該腳的電壓（相對于腳7）大于1?4v時，將強制第二比較器輸出高電位。腳6用于過壓指示，它是三極管集電極開路輸出腳，使用時應外接負載電阻。腳8是過壓發(fā)生時的驅(qū)動輸出腳。當過壓被檢測到后，通過腳8可觸發(fā)外接scr的導通，該腳采用三極管射極跟隨輸出方式。第一個比較器的同相輸入端和第二個比較器的反相輸入端都與內(nèi)部基準電壓（約為2.6v）相連。

mc3423/mc3523引腳圖如圖2所示。

4mc3423/mc3523在微處理器中的應用

圖3為供電電壓大于4.5v，小于36v時的ovp實現(xiàn)方法。

圖4為供電電壓大于36v時的ovp實現(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。

當被監(jiān)視的電壓（以下簡稱供電電壓）大于陷井電壓時，導致mc3423/mc3523的腳3有電流輸出,從而引起晶閘管導通,晶閘管導通后，會使具有限流保護功能的電源進入限流保護狀態(tài)。如果電源不具有限流保護功能,那么當晶閘管導通后，通過燒斷保險絲來切斷電源。mc3423/mc3523輸出的電流大小可通過電阻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，其值不應小于圖5所給出的最小值。

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

5結語

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作（通常，這種噪聲不致于損壞系統(tǒng)的元器件），可通過在腳3與腳4的連接點對腳1接一電容來提高的抗干擾能力。其工作原理是這樣的：當供電壓超過陷井電壓值期間，腳4輸出電流，該電流對電容充電，當電容上的電壓超過2?6v時，因為腳3與腳4直接相連，故第二個比較器輸出為高，使腳8產(chǎn)生驅(qū)動輸出。因為腳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間成正比，從而消除了干擾可能帶來的有害影響。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。