Микросхемы управления питанием

Стабилизатор даёт напряжение, а вокруг него нужны ещё микросхемы: супервизор держит процессор в сбросе, пока питание не установилось, зарядная микросхема заряжает аккумулятор, ключ нагрузки плавно подаёт питание на часть схемы, электронный предохранитель ограничивает ток, идеальный диод защищает от переполюсовки. Здесь — карточки популярных моделей с параметрами из даташитов.

Микросхемы управления питанием не вырабатывают напряжение, а следят за ним и распоряжаются им: когда пускать процессор, когда подключить нагрузку, сколько тока отдать в аккумулятор и что делать при перегрузке или переполюсовке. Сами стабилизаторы — в разделе «Стабилизаторы напряжения», схемы защиты — в статье «Защита цепей питания».

Карточки

Микросхема	Класс	Питание	Главное
MAX809	супервизор сброса	1,0–5,5 В	пороги 2,32–4,63 В по суффиксу, сброс не короче 140 мс, двухтактный выход
MCP73831, MCP73832	линейная зарядная микросхема Li-ion	3,75–6 В	ток 15–500 мА резистором PROG, 4,20 В ±0,75 %, вывод STAT, SOT-23-5
TPS22918	ключ нагрузки	1–5,5 В	2 А, 52 мОм, нарастание задаёт конденсатор на CT, разряд выхода QOD
TPS2595	электронный предохранитель (eFuse)	2,7–18 В	ограничение 0,5–4 А резистором, фиксация выхода при 3,87, 5,7 или 13,7 В на входе, 34 мОм
LM74610, LM74700	контроллеры идеального диода	LM74700 — до 60 В, LM74610 — без вывода земли	внешний N-канальный MOSFET, около 20 мВ вместо 0,5 В на Шоттки, защита от переполюсовки
TPS25730	контроллер USB PD для потребителя	VBUS 4–22 В	5–20 В и ток до 5 А делителями, без прошивки; у TPS25730D ключ 16 мОм, у S — драйвер внешних MOSFET

Что смотреть в даташите

Строка даташита	Что означает
Reset threshold, reset timeout	порог, ниже которого супервизор держит сброс, и сколько сброс длится после восстановления питания
Regulation voltage, charge current	напряжение окончания заряда и ток заряда — главное у зарядной микросхемы
On-resistance, slew rate	сопротивление открытого ключа и скорость нарастания выходного напряжения
Current limit, overvoltage	порог ограничения тока и напряжение отключения у eFuse
Reverse current blocking	запирает ли микросхема обратный ток, когда вход ниже выхода
Quiescent current	собственное потребление — важно при питании от батареи

Готовятся к публикации

Контроллеры защиты Li-ion аккумулятора · Супервизоры с регулируемым порогом и сторожевым таймером

Частые вопросы

Зачем супервизор, если у микроконтроллера есть встроенный сброс по питанию?

Встроенный сброс у многих микроконтроллеров есть, но его порог и задержка рассчитаны на сам кристалл, а не на остальную схему. Внешний супервизор вроде MAX809 держит сброс не меньше 140 мс после того, как питание поднялось выше порога, и сбрасывает систему при просадке. Это нужно, когда встроенный детектор отключён, слишком низкий для выбранной частоты или когда одним сигналом сбрасывают несколько микросхем.

Чем ключ нагрузки отличается от обычного MOSFET?

Ключ нагрузки вроде TPS22918 — это MOSFET со встроенным драйвером затвора, управлением от логического уровня, регулируемой скоростью нарастания выходного напряжения и разрядом выхода при выключении. На дискретном P-канальном транзисторе то же самое собирают из нескольких деталей, и скорость нарастания зависит от их разброса.

Что выбрать для защиты от переполюсовки — диод или идеальный диод?

Диод Шоттки проще, но на нём падает 0,3–0,5 В, и при токе в несколько ампер это ватты тепла. Контроллер идеального диода LM74610 или LM74700 управляет N-канальным MOSFET, на котором падает в разы меньше, и запирает его при обратном напряжении. Сравнение схем — в статье о защите от переполюсовки.