一種基于輸出電壓的欠壓保護電路設(shè)計方案

原創(chuàng) 2020-03-07 17:33:00 飛凌嵌入式 嵌入式 欠壓保護電路

一般DC-DC電源芯片內(nèi)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(guān)閉IC,以免IC工作異常。

但是很多情況下,我們更關(guān)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。

本文結(jié)合實際案例,和大家分享一種輸出欠壓保護電路設(shè)計方案

案例說明:板卡供電電源為DC_12V,DC_12V經(jīng)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(xù)由SCB供電,保證數(shù)據(jù)不丟失。板卡電源設(shè)計如下:

 

大家知道,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(xiàn)異常。

因此,需要設(shè)計一個輸出欠壓保護電路,使VCC5V低于4.3V時,能關(guān)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:

 

可以看到,電路正常運行過程中,當VCC5V低于4.37V時,可關(guān)閉MP2307。滿足欠壓保護要求。

但是系統(tǒng)剛上電時,VCC5V是沒有的,EA一直為電平,即MP2307一直處于關(guān)閉狀態(tài)。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:

 

由于電容兩端電壓不能突變,系統(tǒng)剛上電時,C7右側(cè)節(jié)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(jié)點處電壓波形如下(藍色):

 

可以看到C7右側(cè)節(jié)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(shù)規(guī)律快速充電上升,R4上電壓對應的按指數(shù)規(guī)律快速下降。

C7兩端并聯(lián)電阻R9,阻值遠大于R5,降低了DC_12V對R4上電壓的影響。

綜上,我們設(shè)計了一個基于輸出電壓的欠壓保護電路。希望該電路能對大家今后的工作有所借鑒。


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