过压检测芯片MC3423/MC3523的结构性能及应用分析

1、引言

随着微电子技术的发展，半导体器件的集成度不断提高。功能越来越完善的微处理器除了片内必须具有的CPU、ROM、RAM、定时计数器、中断系统外，还扩展到A/D、D/A、DMA控制器、锁相环、字符发生器、正弦波发生器等。

对于NMOS工艺的微处理器工作电压一般为4.～5.5V，采用CMOS工艺的微处理器工作电压范围扩展至3～6V。

在以微处理器（MPU）或单片机（MCU）为基础的系统中，一般要求在电源电压高于某一规定值时，便会自动产生一个控制信号去启动相关保护电路，以避免系统中由于工作电压不正常而产生的误动作或者系统部件的损坏。

MC3423和MC3523是实现过压检测的专用芯片。

2、MC3423/MC3523简介

MC3423/MC3523一般和晶闸管（以下简称SCR）配合使用，构成一个过压保护电路（以下简称OVP）。OVP用于保护被监视的电路，避免由于过压或稳压器故障而造成损坏。当系统发生过压时，过压检测器触发SCR导通，以短路系统的电源，这样迫使电源进入电流限定状态或通过烧断保险丝来断开系统的供电。

保护电压的阈值可通过外接的分压电阻决定。为避免被监视的电压由于噪声而导致OVP的误动作，引起保护动作的最小持续时间可通过外接电容调整。

3、MC3423/MC3523的基本结构及引脚说明

MC3423和MC3523的结构框图如图1所示。它主要由两个比较器、一个内部基准电压发生器、一个恒流源电路和驱动三极管组成。Vcc（脚1）和VEE（脚7）是芯片供电电压输入脚。检测1（脚2）是第一个比较器的反相输入端外引脚，一般通过分压电阻接被监视电压。检测2（脚3）是第二个比较器的同相输入端外引脚，该脚一般与电流源输出脚（脚4）相连。脚3也可以通过分压电阻接被监视电压。远程作用输入（脚5）是第二个比较器的强制作用脚，当该脚的电压（相对于脚7）大于1？4V时，将强制第二比较器输出高电位。脚6用于过压指示，它是三极管集电极开路输出脚，使用时应外接负载电阻。脚8是过压发生时的驱动输出脚。当过压被检测到后，通过脚8可触发外接SCR的导通，该脚采用三极管射极跟随输出方式。第一个比较器的同相输入端和第二个比较器的反相输入端都与内部基准电压（约为2.6V）相连。

MC3423/MC3523引脚图如图2所示。

4、MC3423/MC3523在微处理器中的应用

图3为供电电压大于4.5V，小于36V时的OVP实现方法。

图4为供电电压大于36V时的OVP实现方法。

由图3、图4可知，比较器1的阈值电压Uth（即OVP的陷井电压）由电阻R1和R2决定。

当被监视的电压（以下简称供电电压）大于陷井电压时，导致MC3423/MC3523的脚3有电流输出，从而引起晶闸管导通，晶闸管导通后，会使具有限流保护功能的电源进入限流保护状态。如果电源不具有限流保护功能，那么当晶闸管导通后，通过烧断保险丝来切断电源。MC3423/MC3523输出的电流大小可通过电阻RG调整。RG的作用是防止MC3423/MC3523损坏，RG的选择与加于MC3423/MC3523芯片的电压（Vcc）有关，其值不应小于图5所给出的最小值。

图3中的开关S1用于复位SCR，否则必须断开供电电压才能复位SCR。图3、图4所示的OVP电路从检测到过压发生至脚8驱动输出要有1？0μs（典型值）的延迟。如果想要加快驱动输出的速度，可将脚3接到脚2，脚4悬空不用，也就是用第二个比较器直接检测（监视）供电电压。这时延迟时间将缩短到0.5μs。

5、结语

MC3423/MC3523可能被用于具有很大噪音的环境中，为了防止噪声引起误动作（通常，这种噪声不致于损坏系统的元器件），可通过在脚3与脚4的连接点对脚1接一电容来提高的抗干扰能力。其工作原理是这样的：当供电压超过陷井电压值期间，脚4输出电流，该电流对电容充电，当电容上的电压超过2？6V时，因为脚3与脚4直接相连，故第二个比较器输出为高，使脚8产生驱动输出。因为脚4是恒流输出，故电容的充电速率是恒定的，其上电压上升与充电时间成正比，从而消除了干扰可能带来的有害影响。电容的放电速率比充电速率快10倍，这是由芯片内部电路决定的。

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