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  • 輸出電壓的欠壓保護電路設計介紹
    • 發布時間:2023-02-06 13:31:24
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    輸出電壓的欠壓保護電路設計介紹
    一般DC-DC電源芯片內部都有一個under voltage lock out(UVLO)功能,其作用是當芯片的供電電壓低于UVLO的門限值時,關閉IC,以免IC工作異常。
    但是很多情況下,我們更關心的是芯片的輸出電壓是否滿足板卡功能模塊的正常運行。
    輸出欠壓保護電路設計
    案例說明:板卡供電電源為DC_12V,DC_12V經MP2307降壓到5V,給板卡其他功能電路供電。同時板卡上有一超級電容SCB作為備用電源,當DC_12V突然掉電時,可繼續由SCB供電,保證數據不丟失。
    板卡電源設計如下:
    輸出電壓 欠壓保護電路
    超級電容兩端電壓會隨著放電時間的增長而降低。當其電壓降低到一定程度時,MP2307的輸出電壓VCC5V也會隨之降低。而板卡上核心部件供電電壓低于4.3V時,會出現異常。
    因此,需要設計一個輸出欠壓保護電路,使VCC5V低于4.3V時,能關閉MP2307,保證核心部件正常運行。
    首先用比較器LM2901搭建欠壓保護電路如下:
    輸出電壓 欠壓保護電路
    可以看到,電路正常運行過程中,當VCC5V低于4.37V時,可關閉MP2307。滿足欠壓保護要求。
    但是系統剛上電時,VCC5V是沒有的,EA一直為低電平,即MP2307一直處于關閉狀態。那此時如何開啟MP2307呢?
    這里我們在電路上加入一個信號DC_12V,如下圖:
    輸出電壓 欠壓保護電路
    由于電容兩端電壓不能突變,系統剛上電時,C7右側節點會有一個瞬時12V的電壓,該電壓可保證上電時,順利開啟MP2307。
    本電路巧妙地利用了電容兩端電壓不能突變的特性,保證了上電瞬間,順利開啟MP2307。
    用示波器測量該節點處電壓波形如下(藍色):
    輸出電壓 欠壓保護電路
    可以看到C7右側節點電壓,在上電瞬間,因電容上電壓不能突變(來不及充電,相當于短路),輸入電壓全降在電阻R4上,之后,電容C7的電壓按指數規律快速充電上升,R4上電壓對應的按指數規律快速下降。
    C7兩端并聯電阻R9,阻值遠大于R5,降低了DC_12V對R4上電壓的影響。
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