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米乐m6官网:电路保护巧设计:使用比较器实现欠压/过压闭锁设计

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日期2022-11-27 01:38:49 来源:乐米体育首页 作者:米6米乐体育app 人气:14

  中的欠压/过压闭锁,并利用电阻分压器调整电源欠压和过压闭锁阈值,同时透过导入迟滞设计来提高整个电路抗噪声能力。在电子设备的实际应用中,可能会遇到输入电压不稳的情况。例如使用电池的可携式设备应用,输入电压Vin可能很难保持非常稳定。为了防止电压过低或过高影响后续电路,有时有必要增加欠压/过压‧ 欠压闭锁(UVLO):输入电压达到某一阈值,后续电路导通,可防止下游电子系统在异常低的电源电压下工作。‧ 过压闭锁(OVLO):输入电压超过某一阈值,后续电路断开,可保护系统免受极高电源电压的影响。来实现欠压/过压闭锁,并利用电阻分压器调整电源欠压和过压闭锁阈值,同时透过导入迟滞设计来提高整个电路抗噪声能力。当输入电压从0 V开始上升到UVLO阈值电压之前,功率开关保持断开状态;超过UVLO阈值电压,功率开关导通,整个电路正常工作。图2 : 欠压闭锁(UVLO) + 过压闭锁(OVLO)电路设计(source:ADI)当输入电压从0V到UVLO阈值电压,电路断开;从UVLO阈值电压到OVLO阈值电压,电路导通;超过OVLO阈值电压,电路断开。图3 : 使用N沟道MOS晶体管,做为欠压闭锁电路功率开关(source:ADI)当栅极(G)电压为低电压(例如:0 V)时断开(高电阻)。当栅极(G)电压为高电压时导通,为了完全导通(低电阻)N沟道MOS晶体管,栅极(G)电压必须比源极电压(S)高出MOS晶体管阈值电压。而导通时,MOS晶体管源极(S)与漏极(D)电压一致,也就是要求栅极(G)电压必须比电源电压高出MOS晶体管阈值电压。因此,这需要使用电荷泵来解决这个问题。当然,使用一些专用的欠压/过压保护芯片—例如LTC4365、LTC4367和LTC4368整合了比较器和电荷泵。可驱动N沟道MOSFET,同时静态功率消耗较低。P沟道MOSFET不需要使用电荷泵,但闸极电压极性相反;亦即低电压时开关导通,而高电压时断开P沟道MOS晶体管。对于上述应用,如果输入电压上升缓慢并且有噪声,或者在电池的应用场景中,电池本身的内阻导致电压随着负载电流变大而下降,比较器输入电压可能会在阈值电压附近波动。为了避免这种类型的波动导致电路的反复振荡,需要导入迟滞来避免这种振荡。比如使用有磁滞的比较器,或者加一些被动组件来实现磁滞功能,进而提高比较器抗噪声能力。如图4所示,欠压闭锁电路中,在比较器的正输入与输出之间增加一个电阻(RH),来实现延迟。‧ 增加RH= 100 × RB,则上升输入阈值为11.1V,下降阈值为10.09V;亦即迟滞为1.01V。注意该方法对OVLO无效。如果过压OVLO需要带有迟滞功能,该如何实现呢?增加迟滞的另一个方法是,可以加一个开关来改变底部电阻有效值。如图5:当VIN高于阈值之后,比较器低电平输出,断开M1,进而使RH与整个电路断开可以在Digi-Key筛选器中,在类型栏中选择「窗口」,即是带磁滞功能的比较器。这模拟较器会针对上升输入(例如:V +窗口宽度/2)和下降输入(例如:V - 窗口宽度/2)提供不同的阈值。图7 : 带磁滞功能比较器的输入输出关系(source:ADI LTC1042CN8#PBF数据手册)依据比较器的相同控制电路,利用电阻分压器,可以轻松实现欠压和过压电路设计。面对电源噪声,可以使用带有迟滞功能的比较器,也可以调节回馈来实现迟滞功能,以防止电源超过阈值时出现电源开关打开和关闭颤振。(本文由Digi-Key Electronics提供;作者Alan Yang任职于得捷电子Digi-Key)

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