1 引言

　　在低功耗設備中,，供電穩(wěn)定性是影響設備性能的關鍵因素之一,，高效的電源備份系統(tǒng)可為低功耗設備提供穩(wěn)定的電源管理性能和靈活的供電配置選擇,。因此,，這里提出一種基于MAX16024的低功耗設備電源備份方案,。

　　2 MAX16024簡介

　　MAX16024是一款低功耗電源備份器件，可以提供穩(wěn)壓輸出,，以及高達100 mA的輸出電流,。MAX16024內部包含一個低壓差穩(wěn)壓器、微處理器(μP)復位電路以及電源切換電路,，還包括手動復位,、電源失效檢測比較器和電池供電指示器等其他功能。這款器件還可減少外部元件的數量,，減小電路板空間并提高可靠性,。

　　MAX16024的輸入電壓為1．53~5．5 V，并可提供固定的1．2 V,、1．8 V,、2．5 V、3．0 V和3．3 V標準輸出電壓,。MAX16024可通過外部電阻分壓器設置輸出電壓,，所有輸出均采用推挽或漏極開路配置,。MAX16024工作在一40℃～+85℃工業(yè)級溫度范圍，提供8引腳或10引腳TDFN封裝,，圖1為MAX16024的引腳配置和內部結構,。以下為MAX16024的引腳功能描述：

• 　　CEIN(引腳1)：片選輸入。CEIN選通電路輸入,；不用時,，將其連接到GND或OUT；
• 　　Vcc(引腳2)：電源電壓輸入,。采用0．1μF電容旁路Vcc至GND,；
• 　　BATT(引腳3)：備份電源輸入。如果Vcc低于復位門限(VTH),，VBATT≥Vcc,，且穩(wěn)壓器進人非穩(wěn)壓區(qū)域，穩(wěn)壓器由BATT供電,；如果VBATI
• 　　MR(引腳4)：低電平有效,、手動復位輸入,。當MR拉低時,，觸發(fā)RESET為低電平；MR由低變高后,，RESET在復位超時周期內仍保持低電平,。不用時，將MR接至OUT或懸空,。MR內部通過30 kΩ上拉電阻連接到Vcc,。
• 　　SET(引腳5)：用來設置輸出電壓的輸入端。對于固定輸出電壓版本(MAX16024_TB_),，不用時,，SET接GND。對于MAX16024_TB_,，SET連接至外部分壓電阻,，能夠將輸出端電壓設置在1．8～5．25 V之間。
• 　　BATT ON(引腳6)：高電平有效電池指示輸出,。當器件進入電源備份模式時,，BATT ON變高。
• 　　GND(引腳7)：接地,。
• 　　RESET(引腳8)：低電平有效復位輸出,。當Vcc低于復位門限或MR拉低時,，觸發(fā)RESET為低電平。Vcc高于復位門限并且MR拉高后,，RESET在復位超時周期內仍將保持低電平,。RESET提供推挽和開漏輸出選項。
• 　　OUT(引腳9)：線性穩(wěn)壓器輸出電壓,。所有器件均提供工廠預設的1．2 V,、1．8 V、2．5 V,、3．0 V和3．3 V固定輸出電壓,。
• 　　CEOUT(引腳10)：低電平有效片選輸出。只有在CEIN為低電平且沒有進入復位狀態(tài)時,，CEOUT才為低電平,。觸發(fā)復位時，如果CEIN為低電平,， CEOUT將繼續(xù)保持12 μs(典型值)的低電平狀態(tài)然后變高,，或者當CEIN變高時跳變到高電平，具體取決于首先發(fā)生哪一種情況,。

　　在MAX16024的典型連接中,，OUT端為SRAM供電；如果VCC高于復位門限(VTH),，或者VCC低于VTH但高于VRATT,，穩(wěn)壓器將由VCC 供電。如果VCC

　　(1)備份電源切換在斷電和電源失效的情況下，往往需要保存RAM內的數據內容,。MAX16024的BATT帶有備份電源切換電路,，當VCC跌落時將自動切換到備份電源供電。MAX16024帶有BATT ON輸出,，進入電源備份模式時該引腳變?yōu)楦唠娖?。當滿足以下條件之一時,，器件將切換到電源備份模式：1)VCC低于復位門限；2)VCC低于VRATT,； 3)穩(wěn)壓器進入非穩(wěn)壓狀態(tài)(除1．2 V輸出電壓版本之外),。

　　(2)片選信號選通MAX16024提供內部CE信號的選通控制，可避免在電源失效或斷電時向CMOS RAM寫入錯誤數據,。正常工作期間,，CE選通使能并將CE瞬變直接傳送到輸出端。觸發(fā)復位輸出時,，該選通通道被禁止,，以避免破壞CMOSRAM內的數據， CEOUT通過內部電流源被拉高至OUT,。CEIN至CEOUT之間的1．5 ns傳輸延遲使器件可以配合大多數微處理器和高速DSP工作,。正常工作模式下(沒有復位)，CEIN通過低導通電阻的傳輸門連接到CEOUT,。復位時,，如果CEIN為高電平，則無論隨后如何變化,，CEOUT在復位狀態(tài)下均保持高電平,。復位時，如果CEIN為低電平,，CEOUT將保持12μs的低電平,，以完成讀／寫操作。12μs延遲后,，CEOUT將變?yōu)楦唠娖?，無論CEIN隨后如何變化,，復位期間輸出都將保持在高電平,。當CEOUT與CEIN斷開時， CEOUT被上拉至OUT,。片選電路的傳輸延時取決于驅動CEIN的源阻抗和CEOUT的容性負載,。降低CEOUT的容性負載將最大限度地減小傳輸延時，同時應該采用低阻輸出的驅動器,。

　　(3)手動復位輸入MAX16024中的為邏輯低電平時將觸發(fā)RESET,。當MR為邏輯低電平時，RESET保持復位狀態(tài),。MR變高后,，經過最小145 ms(tRP)的超時周期后RESET解除復位。MR在內部通過30 kΩ上拉電阻連接到VCC,。MR可由TTL/COMS邏輯電平或開漏／集電極輸出驅動,。在MR和GND之間可連接一個常開的瞬態(tài)開關,，提供手動復位功能，無需外部去抖電路,。如果由長電纜驅動或設備工作在嘈雜環(huán)境下,，需要在MR和GND之間連接一個0．1μF的電容，以提供額外的噪聲抑制功能,。

　　(4)電池連接指示器當進入電源備份模式時MAX160224的BATT ON輸出變高,，用來指示電源切換狀態(tài)。

　　(5)電池保鮮在第一次連接VCC之前,，MAX16024的電池保鮮功能可以確保備份電池不和內部電路及OUT連接,，保證最終產品在第一次使用時，連接到 BATT的備份電池是全新的,。內部保鮮鎖存功能可以保持閉鎖狀態(tài),，避免BATT在VCC第一次上電之前為OUT供電。當VCC隨后關閉時,，BATT開始為 OUT供電,。

　　(6)復住輸出在上電、斷電和低電壓狀態(tài)下MAX16024的P監(jiān)控電路將觸發(fā)處理器復位,，以避免代碼運行錯誤,。當VCC低于復位門限時，觸發(fā)RESET,，并在VCC上升超過復位門限后繼續(xù)保持至少145 ms(tRP)的低電平時間,。MR為低電平時，也會觸發(fā)RESET,。

　　(7)穩(wěn)壓器輸出MAX16024器件提供1．2 V,、1．8 V、25 V,、3．0 V和3．3 V固定輸出電壓,，可提供最大100mA的負載電流。同時MAX16024提供固定和可調輸出電壓版本,，利用連接在OUT,、SET和GND之間的外部電阻分壓網絡設置輸出電壓，可在1．8~525 V之間調節(jié),，將SET接GND,，則選擇固定輸出電壓版本。

　　3 應用實例

　　圖2給出基于MAX16024的電源備份電路,。

　　圖2的電源備份電路,，MAX16024可提供典型值為10 s的短路保護。如果OUT短路至地的時問超過10 s,，則可能損壞器件,。采用0．1μF電容分別旁路VCC和BATT至GND,。OUT和GND之間連接10μF的低ESR電容，所有電容盡可能靠近器件放置,。當VCC高于VTH時,，移除備份電源不會觸發(fā)復位。VCC保持在復位門限以上時,，電路不會進人電源備份模式,。當出現(xiàn)短暫的負向VCC電壓時，電源備份電路可以抑制短暫的擾動,，提供額外的瞬態(tài)保護能力,。

　　在對該電路進行供電穩(wěn)定性測試中，電路供電穩(wěn)定,，輸入電壓和輸出電壓之間呈良好的線性關系(圖3),；在片選復位過程中，電路輸出電壓過渡穩(wěn)定,，如圖4所示,。

　　4 結束語

　　MAX16024非常適合為存儲敏感數據的存儲器提供備份電源。例如靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)或實時時鐘(RTC),，當電源電壓跌落時,，通過VCC供電的穩(wěn)壓輸出切換至備份電源。