TPS3703：具有复位延时时间的高精度窗口监控器详解

一、引言

在现代电子系统中，电源的稳定性对于系统的正常运行至关重要。过压和欠压情况都可能导致电子设备损坏或性能下降，因此需要有效的监控和保护机制。TPS3703作为一种具有复位延时时间的高精度窗口监控器，在众多应用领域中发挥着关键作用。它能够精确地监测电源电压，并在电压超出预设范围时触发复位信号，同时具备多种延时选项，以适应不同系统的需求。

二、TPS3703概述

TPS3703是德州仪器（TI）推出的一款集成过压（OV）和欠压（UV）监控器或复位IC。它采用业界超小的6引脚DSE封装，这种紧凑的设计使得它在空间受限的电路中具有显著优势。该器件适用于低电压电源轨系统，并且具有窄电源容差裕度，能够为系统提供可靠的电源监控和保护。

三、TPS3703的主要特性

（一）高精度电压监控

TPS3703具有高阈值精度，典型值为±0.25%，在 -40°C 至 +125°C 的温度范围内，精度为±0.7%。它提供多种固定窗口阈值电平，以50mV为步长，范围从500mV到1.3V，还包括1.5V、1.8V、2.5V、2.8V、2.9V、3.3V、5V等常见电压值。此外，还支持用户通过外部电阻调整电压阈值电平，满足不同系统的个性化需求。

（二）多种延时选项

TPS3703提供固定延时时间选项，包括50μs、1ms、5ms、10ms、20ms、100ms、200ms。同时，还可以使用单个外部电容器实现可编程延时时间选项，通过连接不同容量的电容器到电容时间（CT）引脚，可以灵活调整复位延时时间，以适应不同系统的启动和响应要求。

（三）低静态电流

该器件具有低静态电流特性，最大值为7μA，典型值为4.5μA。低静态电流意味着在系统处于待机或低功耗状态时，TPS3703对电源的消耗极小，有助于延长系统的电池寿命或降低整体功耗。

（四）内部毛刺抑制和迟滞

TPS3703内置毛刺抑制功能和噪声滤波器，能够有效消除电源噪声和干扰引起的错误信号。同时，低阈值迟滞设计可防止在受监控的电压处于正常工作范围内时发出虚假复位信号，提高了系统的可靠性和稳定性。

（五）冗余设计

TPS3703具有单独的SENSE输入引脚和VDD引脚，这种冗余设计使得系统在其中一个引脚出现故障时，仍能通过另一个引脚进行电压监控，增强了系统的容错能力和可靠性。

（六）手动复位功能

该器件具备手动复位（MR）引脚，允许通过外部信号强制触发复位信号。这在系统需要手动重启或调试时非常有用，提供了更灵活的控制方式。

（七）输出特性

TPS3703的RESET引脚为开漏输出，需要外部上拉电阻。这种输出方式具有灵活性，可以与不同逻辑电平的系统进行兼容。

四、TPS3703的工作原理

（一）电压监控原理

TPS3703通过SENSE引脚监测电源电压。当电源电压上升到过压阈值以上或下降到欠压阈值以下时，内部比较器会检测到这种变化，并触发相应的复位信号。在电压恢复正常范围后，由于内部迟滞和延时电路的作用，复位信号不会立即解除，而是经过设定的延时时间后才解除，以确保系统稳定运行。

（二）延时电路原理

TPS3703的延时功能主要通过CT引脚实现。CT引脚可以连接外部电容器，电容器的充电和放电过程决定了复位延时时间。器件内部提供了固定的延时选项，用户也可以通过选择不同容量的电容器来调整延时时间。当电压超出阈值范围时，CT引脚上的电容器开始充电或放电，当达到一定时间后，复位信号被触发或解除。

（三）手动复位原理

当MR引脚被拉低时，TPS3703会强制触发复位信号，无论当前电源电压是否在正常范围内。这种手动复位功能可以通过外部开关或控制信号来实现，为系统提供了手动干预的手段。

五、TPS3703的应用领域

（一）电机驱动

在电机驱动系统中，电源电压的稳定性对于电机的正常运行至关重要。过压或欠压可能导致电机损坏或性能下降。TPS3703可以精确监测电源电压，并在电压异常时及时触发复位信号，保护电机免受损害。同时，其多种延时选项可以适应电机启动和停止的不同时间要求。

（二）工厂自动化

工厂自动化系统通常包含大量的电子设备和控制器，这些设备对电源的稳定性要求很高。TPS3703可以为工业控制系统提供可靠的电源监控和保护，确保系统在稳定的电压范围内运行。其高精度和低功耗特性使得它非常适合在工业环境中长期稳定工作。

（三）家庭影院

家庭影院系统中的音响和视听设备对电源波动非常敏感。过压或欠压可能导致设备出现故障或影响音质和画质。TPS3703可以保护这些设备免受电源波动的影响，提供稳定的电源环境，确保用户享受高质量的视听体验。

（四）电网基础设施

电网基础设施中的监控设备需要实时监测电网电压，以确保电力供应的稳定性。TPS3703可以精确监测电网电压，并在电压异常时及时发出警报或触发保护机制，保障电网的安全运行。

（五）数据中心和企业计算

数据中心和企业计算设备通常需要不间断运行，对电源的稳定性要求极高。TPS3703可以为服务器和计算设备提供可靠的电源监控和保护，防止因电源故障导致的数据丢失或系统中断。其低静态电流特性也有助于降低数据中心的整体功耗。

六、TPS3703的选型指南

（一）根据电压阈值选型

根据系统的电源电压范围和精度要求，选择合适的固定窗口阈值电平或用户可调电压阈值电平的TPS3703型号。例如，如果系统电源电压为3.3V，且对精度要求较高，可以选择具有3.3V固定阈值且精度为±0.25%的型号。

（二）根据延时时间选型

根据系统的启动和响应要求，选择合适的固定延时时间选项或可编程延时时间选项。如果系统需要较短的复位延时时间，可以选择50μs或1ms的固定延时选项；如果需要更灵活的延时调整，可以选择支持可编程延时的型号，并通过连接外部电容器来实现所需的延时时间。

（三）根据工作温度选型

考虑系统的工作环境温度，选择能够适应相应温度范围的TPS3703型号。TPS3703的工作温度范围为 -40°C 至 +125°C，能够满足大多数工业和消费电子应用的需求。

（四）根据封装形式选型

TPS3703采用6引脚DSE封装，尺寸为1.50mm × 1.50mm。在选择型号时，需要确保该封装形式能够满足系统的空间布局和安装要求。

七、TPS3703的设计注意事项

（一）电源去耦

在VDD引脚附近放置0.1μF的陶瓷电容，以减少电源噪声对TPS3703的影响。电源去耦电容可以有效滤除高频噪声，提高电压监测的准确性。

（二）SENSE引脚处理

对于噪声较大的应用，建议在SENSE引脚附近放置1nF至10nF的旁路电容。旁路电容可以进一步滤除SENSE引脚上的噪声，防止错误信号触发复位。

（三）CT引脚电容选择

如果需要使用可编程延时功能，应在CT引脚附近放置合适容量的电容。电容的容量应根据所需的延时时间进行选择，并通过实验验证延时时间的准确性。

（四）MR引脚处理

如果未使用MR引脚，应将其悬空或连接到VDD。避免MR引脚处于不确定状态，以免引起误复位。

（五）上拉电阻选择

由于RESET引脚为开漏输出，需要外部上拉电阻。上拉电阻的阻值应根据系统的逻辑电平和负载要求进行选择，一般建议选择10kΩ至100kΩ之间的电阻。

八、TPS3703的评估与测试

（一）评估模块

TI提供了TPS3703Q1 - A4120EVM评估模块，用于测试TPS3703 - Q1器件的功能和性能。该评估模块包含了必要的电路和接口，方便用户进行实验和调试。

（二）测试方法

可以通过连接电源、示波器和逻辑分析仪等测试设备，对TPS3703的电压监测、延时功能和复位信号输出等进行测试。在测试过程中，可以模拟过压和欠压情况，观察TPS3703的响应是否符合设计要求。

（三）数据分析

对测试数据进行详细分析，包括电压阈值精度、延时时间准确性、复位信号的稳定性和可靠性等。通过数据分析，可以评估TPS3703的性能是否满足系统的需求，并对设计进行优化和改进。

九、结论

TPS3703作为一种具有复位延时时间的高精度窗口监控器，具有高精度电压监控、多种延时选项、低静态电流、内部毛刺抑制和迟滞、冗余设计、手动复位功能等众多优点。它在电机驱动、工厂自动化、家庭影院、电网基础设施、数据中心和企业计算等众多应用领域中发挥着重要作用。通过合理的选型、设计和测试，可以充分发挥TPS3703的性能优势，为系统提供可靠的电源监控和保护。

元器件采购上拍明芯城www.iczoom.com 拍明芯城提供型号查询、品牌、价格参考、国产替代、供应商厂家、封装、规格参数、数据手册等采购信息查询PDF数据手册中文资料_引脚图及功能