使MAX1452/MAX1455信号调理器能够承受电源限制

MAX1452/MAX1455为高精度、低成本信号调理器，可工作在数字模式用于系统级制造，模拟模式工作用于正常工作。在应用电路中，取决于用于为 V 供电的电源的驱动能力DD引脚，则存在 （a） 器件在数字模式下启动的可能性，当打算以模拟模式启动时，（b） 输出噪声过大，以及 （c） V 上没有足够的电压DDF实现可靠的 EEPROM 操作。以下应用笔记建议在应用电路中增加单个元件以解决这些问题，从而提高制造良率和产品可靠性。

描述

MAX1452/MAX1455为高精度、低成本信号调理器，工作在两种模式：数字模式用于系统级制造，模拟模式用于正常工作。MAX1452/MAX1455包含上电复位（POR）电路，确保片内数字逻辑和状态机在上电时和掉电事件后初始化到适当的条件。该 POR 检测电源电压并将逻辑保持在初始化状态，直到电源电压达到所需的工作电平。MAX1452/MAX1455采用两路电源输入：（1） VDD，为内部逻辑和模拟电路供电，以及 （2） VDDF，为片上EEPROM存储器电路供电。在系统级别，VDD和 VDDF直接或通过电阻器连接在一起（如下所述）。

在典型的应用电路中，V上有一个RC电路DDF引脚（R 在 V 之间DD和 VDDF和 V 之间的 CDDF和GND）。RC滤波器是必需的，因为由于成本和空间限制，选择的V型DD电源通常具有有限的驱动能力，而 VDD在EEPROM操作期间无法保持水平。由于这种有限的驱动能力，在制造和/或操作过程中可能会出现潜在问题。其中一个问题是以错误的模式启动——如果出现问题，输出将以数字模式启动，而不是以模拟模式启动。这通常是因为 VDDF将严重滞后 VDD并导致闪存中控制位置的读取不可靠。第二个问题是V上的纹波引起的输出噪声DD这可以耦合到输出。最后，EEPROM电池充电可能会在写入操作后受到影响。在 V 的应用中DD选择具有足够电流能力的电源，这些问题都不会存在。

背景

MAX1452/MAX1455集成EEPROM，用于存储校准系数和器件配置信息。根据执行的EEPROM操作，从V汲取的电流DDF电源电流为 7mA 至 25mA。激活时，EEPROM 具有三种操作模式：读取、写入和擦除。写入和擦除操作在模块制造期间用于校准和测试（在数字模式下）。制造后，设备被锁定（切换到模拟模式），仅执行读取操作。需要注意的是，写入和擦除操作的高电流水平仅在制造过程中发生，在应用电路设计中不需要考虑它们。

在制造业中，EEPROM操作可以从V吸收约25mA电流DDF在校准和测试期间。擦除操作在 1μs 内消耗 25mA 电流，然后消耗 16mA 电流，持续 5ms。写操作在 1μs 内消耗 25mA 电流，然后在 80μs 内消耗 16mA 电流。

在正常工作期间，每 1ms 有 10 次 EEPROM 读取操作来加载或刷新系数和配置寄存器。每个读取操作在1μs内消耗7mA电流，在1μs内不消耗电流。结果是每 1ms 发生 10 次紧密间隔的读取操作的突发，导致 V 上的有效平均电流消耗较低DDF.

在MAX1452/MAX1455应用中，VDD电源尺寸必须适当，以提供EEPROM操作所需的电流（特别是在4-20mA应用的情况下）。如果没有足够的电流源，VDDF和 VDD电压可能降至 4.5V 的最低保证工作电压以下。

当内部EEPROM在MAX1452/MAX1455正常工作模式下执行读取操作时，电压纹波为V。DDF可能发生。在弱V的情况下DD电源，这些电压纹波可以耦合到VDD，产生不需要的输出噪声。芯片的独立VDD和 VDDF电源引脚允许用户应用在 V 上集成外部 RC 滤波DDF电源引脚可减少不必要的噪声耦合。但是，在选择RC滤波器值时需要考虑许多因素。R 的值必须足够大，以防止 V 上的电流尖峰DD在EEPROM操作期间。R 也必须足够小以允许 VDDF密切跟踪 VDD初始启动期间的电压，以防止任何启动问题。当然，C的选择也很重要，R和C值是最优组合的。但是，在这种情况下，最佳值可能无法解决所有问题。

添加一个二极管以解决弱V引起的问题DD供应

在 V 上使用 RC 滤波器DDF为了改善输出噪声而不会受到不良后果的影响，可以在V之间添加一个肖特基二极管DD和 VDDF与RC滤波器的R并联（图1）。该肖特基二极管的正向电压必须小于寄生二极管的正向电压，介于V之间DD和GND，并且也足够大，使其不会在产品的最高工作温度下导电。BAT54肖特基二极管在+25°C时正向电压为300mV，已经过测试，证明适合此应用。这样的二极管在V之间DD和 VDDF导致以下改进：

解决启动问题。该二极管允许VDDF跟踪 VDD电压非常接近——只有一个二极管压降（<300mV）。因此，当POR信号释放时，VDDF电压处于适当的水平，以正确读取EEPROM中的控制位置，从而以正确的工作模式启动。

降低输出噪声。加上二极管，可以使用更大的C值（至少需要0.47μF来维持V。DDF读取操作中高电流消耗期间的水平）和R（通常为1kΩ）。可以使用较大的 RC 值，而不会在启动时引起问题。无论RC滤波器时间常数如何，VDD和 VDDF始终只有一个二极管压降（<300mV）。如果没有二极管，在读取操作期间，太大的C值会导致V的较大延迟DDF斜坡，并可能导致启动问题。此外，C 值太小会导致 V 变大DD通过输出传播的尖峰，导致不需要的输出噪声。

改进了写入 EEPROM 时的 EEPROM 电池充电。出现这种改进是因为 VDDF电平仍高于所需的最小值 4.5V （VDD= 5V）始终如此。

图1.MAX1452的典型应用电路还包括一个肖特基二极管，用于处理V电压DD电源驱动限制。

审核编辑：郭婷