具故障保險電壓監視功能的按鈕ON/OFF控制器

您是否有過這樣的惱人經歷，就是膝上型計算機或 PDA 不執行您發出的指令 ? 縱然您瘋狂地接連撳按設備上的按鍵，卻絲毫不起作用。當希望轉為憤怒時 (但剛好在您即將把公司的膝上型計算機扔出窗戶之前)，您就會用力地把手指按在 ON/OFF 電源按鈕上。10 秒鐘之后，您的膝上型計算機終于屈服，屏幕將在一聲尖銳的“嗚咽”之中變黑。
按鈕不響應很可能是微處理器 (μP) 或系統邏輯電路不響應的結果 —– 系統性事故便是一個例證。通過持續撳按 ON/OFF 按鈕，LTC®2953 為用戶提供了強制關斷系統電源的能力，即使在故障條件下也是如此。該長久按鈕指令與系統邏輯電路無關，并將在可調定時器終止操作之后自動地關斷電源。按鈕必須保持于低電平 (以強制斷電) 的時間長度可通過 PDT 引腳上的一個外部電容器來調節。
按鈕挑戰
電子設備的 ON/OFF 按鈕給系統設計師帶來了一組獨特的挑戰。負責監視按鈕的電路把顫振按鈕信號變換成一個干凈的電壓階躍，由后者來啟用一個 DC/DC 轉換器或接通一個電源開關。這些電路與系統邏輯電路進行通信，以確定電源以一種有序的方式接通和關斷。此外，故障保險功能還應在輸入或輸出電源出現問題的情況下停用系統電源。按鈕監視器也必須堅固：能夠承受很高的靜電放電電平和低于地電位的電壓瞬變，并在高電壓電平條件下運作。
具電壓監視功能的 LTC2953 按鈕 ON/OFF 控制器提供了一款用于實現與電子設備 ON/OFF 按鈕連接的完整解決方案，從而解決了所有上述問題。該纖巧的 IC 集成了用于清理按鈕顫振所需的定時電路，并提供了一種旨在實現系統電源有序接通和關斷的簡單通信協議。LTC2953 包括一個去抖動閉鎖比較器，用于防止系統從一個失效電池或低電壓電源吸取功率。該器件還提供了一個具 200ms 延遲的單路可調電源復位監視器。
LTC2953 的寬輸入電壓范圍 (2.7V 至 27) 專為從單節電池或多節電池組獲取工作電源而設計，從而免除了增設一個高電壓 LDO 的需要。該器件的功能組允許系統設計師把至所有電路 (LTC2953 除外) 的電源全部關斷，LTC2953 的低靜態電流 (典型值為 14μA) 延長了電池的使用壽命。這款器件采用節省空間的 12 引腳 3mm x 3mm DFN 封裝。
有序上電LTC2953 的堅固按鈕輸入直接連接至電子設備的噪聲、顫振機械 ON/OFF 開關。如欲接通系統電源，則 LTC2953 將在檢測到按鈕顫振的末端之后 32ms 確定使能輸出。一旦電源被使能，系統就必須在 512ms 的時間之內把 KILL 輸入設定為高電平。這個 512ms 的超時周期是一種故障保險功能，用于防止用戶在 DC/DC 轉換器發生故障或微處理器不響應的情況下接通電子設備。如果 KILL 在該時間窗口期間未被設定為高電平，則 LTC2953 將關斷電源。請參見圖 1 中的應用電路和圖 2 中的時序圖。

有序斷電：短的中斷脈沖
在正常條件下，通過給 ON/OFF 電源開關加以脈沖來關斷電子設備。如欲關斷系統電源，則 LTC2953 將在檢測到按鈕顫振的末端之后 32ms 確定中斷輸出。當發覺該中斷信號時，系統邏輯電路將執行斷電和內務處理任務，并在完成之后立即把 KILL 確定為低電平。LTC2953 隨后將釋放使能輸出，從而關斷系統電源 (見圖 3 所示的時序圖)。

故障保險功能
LTC2953 提供了 3 個用于電壓監視的比較器，即： UVLO 比較器、電源故障比較器和復位比較器。

UVLO 比較器負責檢測輸入電源上的三類異常工作狀況。如果電源故障的持續時間超過 32ms，則 LTC2953 將發出一個中斷信號。如果電源電壓下降并處于用戶可調電平以下，則 LTC2953 將在用戶可調定時器終止操作之后關斷系統電源。此外，UVLO 比較器還可防止用戶在輸入電源電壓過低的情況下接通系統電源 (見圖 4 )。電源故障比較器是一個通用型獨立比較器，可用于區分 PB 中斷和低電源電壓中斷。復位比較器是一個具有 200ms 固定延遲的單路可調電壓監視器。

結論
LTC2953 是具輸入和輸出電壓監視功能的低功率、寬輸入電壓范圍 (2.7V至 27V) 按鈕 ON/OFF 控制器。LTC2953 提供了一款用于對多種系統的電源進行手動切換的簡單而完整的解決方案。稱心合意的特點包括一個電源故障比較器 (它將在電源電壓不斷下降的時候發出預警信號) 和一個 UVLO 比較器 (它可防止用戶在電源電壓過低或電池失效的情況下接通系統)。LTC2953 通過集成一個可調單通道電源監控器提供了更高的系統可靠性。該器件的兩種版本可適應正或負啟用極性。LTC2953 采用節省空間的 3mm x 3mm DFN 封裝。