超低功耗电压检测器ADM8641/ADM8642：设计与应用解析

在电子设备的设计中，电压检测是确保系统稳定运行的关键环节。尤其是在对功耗敏感的应用场景，如便携式设备和能源计量系统中，一款低功耗、高精度的电压检测器至关重要。今天，我们就来深入了解一下Analog Devices公司的ADM8641和ADM8642这两款超低功耗电压检测器。

文件下载：ADM8641.pdf

产品特性亮点

超低功耗

ADM8641和ADM8642具有超低的功耗，典型静态电流 (I_{CC}) 仅为92 nA。这一特性使得它们非常适合用于电池供电的设备，能够显著延长电池的使用寿命。想象一下，在一个便携式设备中，每一点功耗的降低都意味着更长的续航时间，这对于用户体验来说是非常重要的。

高精度电压监测

这两款器件提供了多种预调整的电压监测阈值选项。ADM8641有10个选项，范围从2 V到4.63 V；ADM8642有20个选项，范围从0.5 V到1.9 V。并且，在整个温度范围内，阈值精度可达±1.3%。这种高精度的监测能力能够确保对关键节点电压的准确监控，为系统的稳定运行提供保障。

输出控制灵活

它们都配备了输出禁用输入（DIS），典型传播延迟为23 μs到26 μs。通过这个输入，用户可以在不考虑输入状态的情况下将输出保持为低电平，增加了设计的灵活性。

抗干扰能力强

具备电源毛刺抗扰能力，在ADM8641的VCC引脚和ADM8642的VIN引脚都添加了输入毛刺滤波器，能够有效过滤掉电源快速瞬变引起的不必要输出状态变化。

小封装设计

采用1.46 mm × 0.96 mm的WLCSP封装，这种小巧的封装形式非常适合对空间要求较高的应用，如便携式设备和可穿戴设备。

宽工作温度范围

能够在−40°C到+85°C的温度范围内正常工作，适应各种恶劣的环境条件。

应用领域广泛

便携式/电池供电设备

由于其超低功耗的特性，ADM8641和ADM8642非常适合用于各种便携式设备，如智能手机、平板电脑、智能手表等。它们可以实时监测电池电压，当电池电压过低时及时发出警报，避免设备因电量不足而突然关机。

微处理器系统

在微处理器系统中，稳定的电源供应是保证系统正常运行的关键。这两款电压检测器可以监测电源电压，当电压出现异常时，及时向微处理器发送信号，采取相应的保护措施，防止系统出现故障。

能源计量

在能源计量领域，需要对电压进行精确的监测和测量。ADM8641和ADM8642的高精度电压监测能力可以满足这一需求，确保能源计量的准确性。

能量收集

能量收集系统通常需要对收集到的能量进行管理和监测。这两款器件可以实时监测能量收集模块的输出电压，当电压达到一定阈值时，将能量存储到电池或其他储能设备中。

技术细节剖析

工作原理

ADM8641和ADM8642内部有一个精密的参考电压源，用户可以通过它准确地监测0.5 V到4.63 V的特定电压水平。当监测的输入电压高于预设阈值时，输出保持逻辑高电平；当输入电压低于阈值时，输出变为逻辑低电平。此外，当VCC引脚的电源电压低于欠压锁定（UVLO）阈值时，输出将保持逻辑低电平。同时，输出禁用输入（DIS）可以独立控制输出状态，无论输入状态如何，只要DIS引脚被拉低，输出就会被强制为低电平。

电压监测输入

ADM8641的VCC引脚既作为设备的电源输入节点，又作为电压监测输入节点。而ADM8642则使用单独的引脚进行电源和电压监测，这样可以实现低至0.5 V的电压监测阈值。为了保证设备的稳定运行，建议在VCC引脚和GND引脚之间放置一个0.1 μF的去耦电容。在电源上电时，如果VCC的上升斜率过快（在μs范围内），可能会导致设备出现异常。因此，在可能出现高斜率VCC的应用中，如使用电池组供电时，建议使用RC滤波器来降低斜率，经过测试，3.3 kΩ + 2.2 μF和1 kΩ + 10 μF的RC组合是安全的选择。

VIN作为可调输入

由于VIN引脚的低泄漏特性，ADM8642可以作为一个具有可调阈值的设备使用。通过外部电阻分压器电路，可以根据VIN阈值来编程所需的电压监测阈值。

输出特性

两款器件都采用开漏输出。对于ADM8641，当VCC上升到0.9 V以上时，输出状态保证有效；对于ADM8642，当 (V_{CC}=0.9 ~V) 到设备退出ULVO时，输出保证为逻辑低电平。当监测电压低于相关阈值时，OUT引脚在23 μs到26 μs（典型）后变为低电平；当监测电压高于阈值加上滞后值时，OUT引脚在36 μs到39.5 μs（典型）后变为高电平。

禁用输入

ADM8641/ADM8642的禁用输入（DIS）有一个0.6 M的内部上拉电阻，当未连接时输入始终为高电平。要驱动DIS输入，可以使用外部信号或按钮开关接地，芯片内部集成了去抖电路。DIS输入具有噪声抗扰能力，能够忽略高达0.4 μs（典型）的快速负向瞬变。如果需要，在DIS引脚和地之间连接一个0.1 μF的电容可以提供额外的噪声抗扰能力。

选型与订购

器件型号选项

ADM8641和ADM8642有多种器件选项，但并非所有选项都作为标准型号出售。标准型号在订购指南中列出，简单复位监控IC页面也提供了标准型号列表。如果需要了解非标准型号的信息，需要联系销售代表，并且要注意样品和生产单位的交货时间较长。

订购代码结构

订购代码的结构为ADM864 T _ ACBZ - R7，其中“”代表通用编号（1或2）和阈值编号（050到463），Z表示无铅，A表示温度范围为−40°C到+85°C，CB表示WLCSP封装，R7表示7英寸卷带包装（3000件）。

订购指南示例

型号	温度范围	阈值电压（V）	封装描述	封装选项	标记代码
ADM8641T263ACBZ - R7	−40°C到+85°C	2.63	6 - Ball WLCSP	CB - 6 - 17	DT
ADM8642T100ACBZ - R7	−40°C到+85°C	1.0	6 - Ball WLCSP	CB - 6 - 17	DU
ADM8641 - EVALZ			评估板
ADM8642 - EVALZ			评估板

在实际设计中，电子工程师需要根据具体的应用需求，综合考虑器件的特性、参数和成本等因素，选择合适的型号。同时，要注意器件的使用环境和条件，确保其能够稳定可靠地工作。你在使用类似电压检测器的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。