MAX809, MCP100 и TPS3808 — как выбрать супервизор питания и почему open-drain и push-pull не взаимозаменяемы?

Кто чем отличается

Почему один и тот же порог написан по-разному

Здесь легко наступить на грабли, потому что приборы выглядят взаимозаменяемыми: все они следят за одной шиной и формируют сброс. Но у них разные точки срабатывания, и это не опечатка в каталоге, а сознательное различие в методике измерения и в заявленном запасе. Для шины 2,7 В порог 2,63 В у MAX809 и 2,79 В у TPS3808 — разница около 160 мВ в обе стороны от номинала.

Что это значит на практике. Если схема питается от шины 2,7 В, допуск которой ±5 %, то весь диапазон питания укладывается примерно в 2,57–2,84 В. Прибор с порогом 2,63 В сработает на нижней границе, а прибор с порогом 2,79 В — на верхней. В обоих случаях это «правильно», но моменты сброса разойдутся, и в первом случае контроллер будет перезагружаться раньше, чем питание реально просело. Именно поэтому при замене супервизора одного типа на другой порог сверяют по даташиту, а не подбирают «по той же шине».

Дополнительно смотят, в какой точке шины прибор сохраняет корректное состояние выхода. У MAX809 сигнал сброса остаётся корректным вплоть до напряжения питания 1,2 В, что важно на схемах с глубоким просадкой — прибор успевает «сказать» контроллеру о проблеме ещё до того, как питание совсем пропало.

Open-drain против push-pull: разница в схеме

Выход с открытым коллектором физически представляет собой транзистор, который умеет только замыкать линию на землю. Чтобы сигнал сброса был высоким уровнем в нормальном режиме, нужен внешний подтягивающий резистор на линию питания. Такое решение даёт две вещи, которых не даёт push-pull: во-первых, несколько приборов можно безопасно соединить параллельно — линия сбросится, если сработал любой из них (схема ИЛИ на коллекторах), и это стандартный приём для системы с несколькими напряжениями или с резервным питанием; во-вторых, линия остаётся в состоянии сброса даже при обесточенном приборе, потому что транзистор ничего не удерживает, а подтяжка задаёт верхний уровень.

Выход push-pull работает иначе: внутри прибора два транзистора, верхний тянет линию к питанию, нижний — к земле. Он не требует подтяжки и даёт чёткие уровни, но подключить два таких выхода параллельно нельзя — они начнут конфликтовать, и когда один тянет вниз, другой тянет вверх. Отсюда практическое ограничение: если супервизор нужен для объединения нескольких линий сброса или для подтяжки к конкретному уровню, push-pull (MCP100, MCP101, MAX810) не подойдёт, и наоборот — если схема рассчитана на open-drain с подтяжкой, замена на MCP100 сломает логику, даже если напряжение и порог совпадают.

Ещё одна тонкость — активный уровень. MAX809, MCP100 и TPS3808 дают сигнал низкого уровня при сбое, а MCP101 — высокого. Это не один и тот же прибор с другой подписью: подключение MCP101 вместо MCP100 инвертирует смысл сигнала, и контроллер будет уходить в перезагрузку в нормальном режиме.

Ток покоя и задержка сброса

Разница в потреблении между сериями — порядок величины: около 2,4 мкА у TPS3808 против примерно 17 мкА у MAX809. Для устройства, которое проводит в ждущем режиме сутками, это напрямую транслируется во время работы от батареи, поэтому в портативных схемах выбирают по току покоя, а в стационарных — по остальным параметрам.

Задержка сброса определяет, сколько времени даётся системе на приведение в порядок после восстановления питания. У MAX809 и MCP100 она фиксированная и измеряется сотнями миллисекунд. У TPS3808 она задаётся внешним конденсатором на выводе CT и меняется в широких пределах: примерно от 1,25 мс до 10 с в зависимости от ёмкости, причём при определённом подключении вывода CT получается около 20 мс, а при соединении через резистор с питанием — около 300 мс. Отдельно у TPS3808 есть вход ручного сброса, которого нет у MAX809 и MCP100, — это позволяет сбрасывать контроллер по команде, не обесточивая систему.

Как зашит порог в наименование

В серии MCP100 порог указан прямо в номере: MCP100-270 — это порог 2,70 В, -300 — 3,00 В, -450 — 4,50 В, -475 — 4,75 В. Это удобно, потому что порог читается без открытия даташита, и неудобно тем, что привычные 2,7 В и 4,75 В у других серий записаны иначе. У TPS3808 номер в наименовании задаёт и порог, и корпус: например, G01 — версия с регулируемым порогом 0,405 В по внешнему входу, G33 — порог 3,3 В.

Общий порядок при заказе такой: сначала по схеме определяется требуемый порог и то, на какое напряжение он сработает при худшем допуске шины; затем выбирается прибор с близким порогом; отдельно проверяется тип выхода, ток покоя и корпус. Пороги у соседних серий различаются, поэтому «заменим MAX809 на TPS3808 того же порога» — это и будет ловушка, если не сверить цифры.

Что проверять при заказе

1. 01 Тип выхода: open-drain или push-pull — от этого зависит, нужна ли подтяжка и допустимо ли параллельное включение.
2. 02 Активный уровень: низкий у MAX809, MCP100 и TPS3808, высокий у MCP101.
3. 03 Порог срабатывания: сверяют по даташиту, а не по «той же шине» — у разных серий он различается.
4. 04 Ток покоя: если схема на батарейке, сравнивают с потреблением всей остальной части.
5. 05 Задержка сброса и наличие входа ручного сброса.
6. 06 Корпус и число выводов: SOT-23-3 у MAX809 и MCP100, SOT-23-6 у TPS3808.

Частые вопросы

• Чем заменить MAX809 — MCP100 по напряжению, но у него выход push-pull, а не open-drain, и другой порог.
• Можно ли поставить TPS3808 вместо MAX809 — да, при схеме с подтяжкой, но порог и ток покоя у них разные.
• Что значит open-drain — выход, который только замыкает линию на землю и требует внешней подтяжки.
• Зачем в TPS3808 конденсатор CT — он задаёт задержку сброса от долей миллисекунды до нескольких секунд.
• Где применяют супервизоры — микроконтроллерное управление, промышленные панели, приборы с батарейным питанием и резервным переключением питания.