MAX16050/MAX16051：具备反向排序功能的电压监控与排序电路

在电子系统设计中，对电源电压的精确监控和有序控制至关重要。Maxim Integrated推出的MAX16050/MAX16051电压监控/排序电路，凭借其出色的性能和丰富的功能，为工程师们提供了可靠的解决方案。本文将深入介绍这两款器件的特点、工作原理及应用要点。

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一、器件概述

MAX16050可监控多达5路电压，并对多达4路电压进行排序；而MAX16051则能监控多达6路电压，排序多达5路电压。它们在电源开启时提供可调延迟，并监控包括输入电压VCC在内的每个电源电压。当所有电压达到最终值且复位延迟定时器到期后，上电复位（RESET）输出释放，允许微控制器（μC）开始工作。若任何电压低于其阈值，复位输出将置位，所有电源将关闭。此外，这两款器件还支持反向排序功能，在电源关闭时按特定顺序依次关闭输出。

二、关键特性

（一）电压监控与排序能力

• 多电压监控：MAX16050可监控5路电压，MAX16051可监控6路电压，能满足不同系统的需求。
• 灵活排序：MAX16050具有引脚可选的排序顺序，可通过SEQ1 - SEQ3输入选择24种可能的排序组合；MAX16051的排序顺序固定为OUT1→OUT2→OUT3→OUT4→OUT5。

（二）反向排序功能

在电源关闭事件中，器件可按反向顺序依次关闭输出，确保每个电源电压降至250mV后再关闭下一个电源，同时内部下拉电路可帮助快速放电大输出电容。

（三）过压监控

具备独立的过压输出（OV_OUT），当任何监控电压超过0.55V的过压阈值时，OV_OUT输出低电平，可及时提醒系统过压情况。

（四）高精度阈值

阈值精度高达±1.5%，能准确监控电源电压，确保系统稳定运行。

（五）宽工作电压范围

工作电压范围为2.7V至16V，可适应不同的电源环境。

（六）电荷泵输出

提供电荷泵输出（CP_OUT），可作为上拉电压驱动外部n沟道MOSFET，输出电压可达VCC + 5V左右，源电流可达25μA。

（七）可调节延迟

通过连接电容到DELAY和TIMEOUT引脚，可分别调节排序延迟和复位超时时间，增加了设计的灵活性。

（八）菊花链连接能力

多个器件可进行菊花链连接，实现对更多电压的控制和监控，方便构建复杂的电源管理系统。

（九）小封装尺寸

采用4mm x 4mm、28引脚的TQFN封装，节省电路板空间，适用于对尺寸要求较高的应用。

三、电气特性

（一）绝对最大额定值

各引脚的电压和电流都有明确的限制范围，如VCC为 - 0.3V至 + 30V，RESET电流最大为50mA等。在设计时，必须确保各引脚的电压和电流不超过这些额定值，以免损坏器件。

（二）电气参数

包括工作电压范围、复位电压、调节电源电压、欠压锁定、阈值电压、输入输出电流等参数。这些参数在不同的工作条件下有相应的典型值和极限值，工程师可根据具体需求进行参考和设计。

四、引脚功能与应用电路

（一）引脚功能

• 电源相关引脚：VCC为器件电源输入，ABP为内部电源旁路输入，GND为接地引脚。
• 监控与排序引脚：SET_系列引脚用于设置监控阈值，OUT_系列引脚为开漏输出，DISC_系列引脚用于放电下拉，SEQ1 - SEQ3（仅MAX16050）用于选择排序顺序。
• 控制与输出引脚：EN为模拟使能输入，SHDN为关机输入，RESET为复位输出，OV_OUT为过压输出，REM为总线移除输出等。

（二）典型应用电路

文档中给出了多个典型应用电路示例，如用于对四个DC - DC转换器进行排序的电路。通过合理连接这些引脚和外部元件，可实现对电源的精确监控和排序控制。

五、工作原理

（一）上电过程

在满足ABP电压超过欠压锁定阈值、EN电压高于其阈值、SHDN未置位、所有DISC_电压低于250mV这四个条件后，器件开始按顺序开启OUT1 - OUT_输出。每个OUT_之间的排序延迟由电源电压超过欠压阈值的时间和外部延迟电容设置的时间组成。当所有电压超过各自的阈值后，复位输出（RESET）在复位超时周期后释放，系统控制器开始工作。

（二）故障处理

若任何SET_输入电压低于其阈值，将检测到故障，所有电源将同时关闭，RESET输出置位，DISC_电流下拉开启，FAULT输出置低至少1.9μs。

（三）电源关闭过程

• 反向排序关闭（SHDN置低）：当SHDN置低时，器件按反向顺序依次关闭输出，确保每个电源电压降至250mV后再关闭下一个电源。
• 同时关闭（EN低于阈值）：当EN低于其阈值时，器件同时关闭所有电源，不进行反向排序。

六、应用信息

（一）电阻值选择

MAX16050/MAX16051的SET_输入阈值电压典型值为0.5V，可通过连接电阻分压器网络来监控特定电压。在选择外部电阻时，需平衡精度和功耗。小阻值电阻可降低误差，但会增加功耗。可根据可接受的误差量来估算电阻值。

（二）上拉电阻值

开漏输出的上拉电阻值并非关键，但需考虑在器件吸收电流时确保正确的逻辑电平。使用CP_OUT作为上拉电压时，需注意多个上拉电阻连接可能导致的电压下降问题。

（三）菊花链连接

多个MAX16050/MAX16051器件可进行菊花链连接，以监控和排序更多的电压。在连接时，需将所有FAULT引脚连接在一起，确保在故障时所有电源关闭。同时，通过合理连接RESET、EN、EN_HOLD和REM引脚，可实现正确的上电和下电顺序。

（四）MOSFET选择

外部通MOSFET与排序电源源串联，其导通电阻（RDSON）会影响负载电源的精度。为获得最高的电源精度和最低的电压降，应选择在栅源偏置为4.5V至6.0V时具有合适导通电阻的MOSFET。

（五）布局与旁路

为提高噪声免疫力，应在靠近器件的位置将VCC通过0.1μF电容旁路到GND，将ABP通过1μF电容旁路到GND。同时，将暴露焊盘（EP）连接到接地平面以改善散热，但不能仅将EP作为唯一的接地连接。

七、总结

MAX16050/MAX16051电压监控/排序电路以其强大的功能、高精度的阈值和灵活的配置，为电子系统的电源管理提供了可靠的解决方案。在服务器、工作站、网络系统、电信设备和存储系统等领域具有广泛的应用前景。工程师在设计过程中，需根据具体需求合理选择器件和外部元件，注意引脚连接和布局布线，以充分发挥这两款器件的优势，确保系统的稳定性和可靠性。你在使用这两款器件时遇到过哪些问题？又是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你的经验。