外加電壓檢測復位電路設計方案

一、引言

外加電壓檢測復位電路在電子系統(tǒng)中起著至關重要的作用。當電源電壓低于某個閾值時，該電路能夠自動檢測并復位系統(tǒng)，以防止因電壓過低而導致的系統(tǒng)不穩(wěn)定或數(shù)據(jù)丟失。本文將詳細介紹外加電壓檢測復位電路的設計方案，包括主控芯片的選型及其在設計中的作用。

二、主控芯片選型

在選擇主控芯片時，我們需要考慮多個因素，如功耗、復位閾值、封裝形式以及是否需要額外的功能（如延時復位、人工復位等）。以下是一些常用的主控芯片型號及其特點：

1. PIC單片機

• 型號：多種型號，如PIC16F系列、PIC18F系列等

• 特點：部分型號內(nèi)部包含掉電復位（BOR）功能，但復位門檻電壓固定不可更改。對于需要靈活設置復位門檻的應用，可選擇外加電壓檢測復位電路。

• 作用：作為系統(tǒng)的主控芯片，負責執(zhí)行程序并監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)。當電源電壓低于設定閾值時，通過外加電壓檢測復位電路觸發(fā)復位操作。

2. HT70XX系列芯片

• 型號：HT70XX（具體型號如HT7025、HT7033等）

• 特點：采用CMOS工藝制造的電源欠壓檢測器，具有低功耗、高精度等特點。封裝形式包括三腳直插式封裝和貼片式封裝。

• 作用：作為電壓檢測復位電路的核心芯片，能夠檢測電源電壓并輸出復位信號。當電源電壓低于設定閾值時，觸發(fā)復位操作。

3. IMP809/IMP811芯片

• 型號：IMP809、IMP811

• 特點：低功耗CMOS監(jiān)控電路，能夠監(jiān)視電源電壓并提供復位信號。IMP811還包含人工復位功能。

• 作用：不僅具備電壓檢測復位功能，還能提供延時復位和人工復位等額外功能。適用于對復位要求較高的應用。

4. MAX707/MAX708芯片

• 型號：MAX707、MAX708

• 特點：CMOS電源監(jiān)測復位芯片，能夠監(jiān)控電源電壓并產(chǎn)生復位輸出信號。同時提供電源故障比較器功能。

• 作用：在電源電壓降至設定閾值以下時觸發(fā)復位操作。此外，還能通過電源故障比較器功能為即將到來的電源掉電提供預警。

5. BL8506芯片

• 型號：BL8506

• 特點：高精度、極低功耗的電壓檢測器。工作電壓范圍廣（0.7V至10V），適合系統(tǒng)復位應用。

• 作用：作為電壓檢測復位電路的核心芯片，能夠精確檢測電源電壓并在低于設定閾值時觸發(fā)復位操作。

6. CN301芯片

• 型號：CN301

• 特點：極低功耗的電池電壓檢測芯片，特別適合單節(jié)或多節(jié)鋰電池等電池電壓檢測。具有遲滯功能，能夠消除電源噪聲或負載突變引起的檢測輸出紊亂。

• 作用：用于電池供電系統(tǒng)的電壓檢測復位電路，能夠精確檢測電池電壓并在低于設定閾值時觸發(fā)復位操作。

三、電路設計

1. 外接分立元件電壓檢測復位電路

   該電路利用分立元器件（如穩(wěn)壓管、電阻等）搭建電壓檢測復位電路。當電源電壓（VDD）下降到某一門檻值時，三極管截止，使MCLR端電平變低，迫使單片機復位。門檻值可根據(jù)穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓（Vz）和電阻值（R1、R2）進行調(diào)整。

2. 外接專用芯片電壓檢測復位電路

   以HT70XX系列芯片為例，該電路利用專用芯片搭建電壓檢測復位電路。HT70XX系列芯片能夠檢測電源電壓并在低于設定閾值時輸出復位信號。電路簡單可靠，適用于多種應用場景。

3. 外接帶延時的專用芯片電壓檢測復位電路

   以IMP809芯片為例，該電路不僅具備電壓檢測復位功能，還能提供延時復位功能。在電源上電、掉電和跌落期間，IMP809能夠產(chǎn)生不低于140ms的復位脈沖。這有助于確保系統(tǒng)在復位過程中有足夠的時間進行穩(wěn)定操作。

4. 外接帶人工復位的專用芯片電壓檢測復位電路

   以IMP811芯片為例，該電路不僅具備電壓檢測復位和延時復位功能，還能提供人工復位功能。通過外接按鈕開關或邏輯電路，可以手動觸發(fā)復位操作。這適用于需要人工干預的應用場景。

5. 外接帶電源故障告警的專用芯片電壓檢測復位電路

   以MAX707/MAX708芯片為例，該電路不僅具備電壓檢測復位功能，還能提供電源故障比較器功能。通過監(jiān)視電源電壓并輸出預警信號，可以為即將到來的電源掉電做好充分的準備（如保存必要的數(shù)據(jù)等）。

四、設計步驟

1. 確定復位門檻電壓：根據(jù)系統(tǒng)要求確定復位門檻電壓值。這通常取決于單片機的最低工作電壓和系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求。

2. 選擇主控芯片：根據(jù)復位門檻電壓、功耗、封裝形式以及額外功能需求選擇合適的主控芯片。

3. 設計電路：根據(jù)所選芯片的特點和電路要求設計電壓檢測復位電路。這包括選擇合適的元器件、確定電路連接方式以及調(diào)整電路參數(shù)等。

4. 測試與驗證：搭建電路并進行測試，確保電路能夠正確檢測電源電壓并在低于設定閾值時觸發(fā)復位操作。同時，驗證電路的穩(wěn)定性和可靠性。

5. 優(yōu)化與改進：根據(jù)測試結(jié)果對電路進行優(yōu)化和改進，以提高系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。

五、結(jié)論

外加電壓檢測復位電路在電子系統(tǒng)中起著至關重要的作用。通過選擇合適的主控芯片并設計合理的電路，可以確保系統(tǒng)在電源電壓低于設定閾值時能夠自動復位，從而防止系統(tǒng)不穩(wěn)定或數(shù)據(jù)丟失。本文介紹了多種主控芯片型號及其特點，并提供了電路設計的基本步驟和方法。希望這些內(nèi)容能夠為讀者在設計和實現(xiàn)外加電壓檢測復位電路時提供有益的參考。