欠壓電路工作原理


原標題:欠壓電路工作原理
欠壓電路(Under-Voltage Lockout, UVLO)是電源管理中的關(guān)鍵保護功能,用于防止電源電壓低于安全閾值時設(shè)備誤動作或損壞。其核心原理是通過電壓比較器監(jiān)測輸入電壓,當電壓低于設(shè)定閾值時,觸發(fā)保護機制(如切斷輸出、報警或復位)。
一、欠壓電路的基本組成
電壓采樣電路
電阻分壓網(wǎng)絡:將輸入電壓按比例分壓,供比較器檢測。
濾波電容:減少采樣電壓的噪聲干擾。
電壓比較器
基準電壓源:提供穩(wěn)定的參考電壓(如1.2V)。
比較邏輯:當采樣電壓低于基準電壓時,輸出低電平信號。
延遲電路(可選)
RC延遲網(wǎng)絡:防止電壓瞬態(tài)波動誤觸發(fā)保護。
作用:確保電壓低于閾值一段時間后才觸發(fā)保護。
控制與執(zhí)行電路
邏輯門:根據(jù)比較器輸出信號控制電路狀態(tài)。
執(zhí)行機構(gòu):如MOSFET開關(guān)、繼電器或復位電路。
二、工作原理
正常工作狀態(tài)
輸入電壓高于閾值時,采樣電壓大于基準電壓,比較器輸出高電平。
執(zhí)行電路保持開啟,設(shè)備正常工作。
欠壓觸發(fā)
輸入電壓低于閾值時,采樣電壓小于基準電壓,比較器輸出低電平。
執(zhí)行電路關(guān)閉,切斷輸出或觸發(fā)復位。
延遲保護
若電壓瞬態(tài)下降但迅速恢復,延遲電路可避免誤觸發(fā)。
電壓穩(wěn)定低于閾值時,延遲時間結(jié)束后觸發(fā)保護。
三、典型應用場景
電源管理芯片
如TPS53355、LM2596等,內(nèi)置UVLO功能,防止電源電壓不足時芯片損壞。
電池供電系統(tǒng)
防止電池過放導致設(shè)備損壞,如手機、筆記本電腦。
工業(yè)控制系統(tǒng)
確保關(guān)鍵設(shè)備在電壓異常時安全關(guān)閉,避免誤動作。
四、設(shè)計要點
閾值選擇
根據(jù)設(shè)備需求設(shè)定閾值,如電池供電系統(tǒng)常設(shè)為3.0V-3.3V。
延遲時間
避免瞬態(tài)電壓波動誤觸發(fā),延遲時間通常為幾十毫秒至幾百毫秒。
功耗優(yōu)化
采用低功耗比較器和分壓電阻,減少待機功耗。
溫度補償
考慮溫度對基準電壓的影響,確保閾值穩(wěn)定。
五、示例:TPS53355的UVLO功能
閾值電壓:
開啟閾值:約1.2V(內(nèi)部基準電壓)。
關(guān)閉閾值:低于開啟閾值時觸發(fā)保護。
工作原理:
當輸入電壓低于1.2V時,TPS53355關(guān)閉輸出,防止芯片損壞。
電壓恢復后,芯片自動重啟。
六、總結(jié)
欠壓電路通過電壓比較和延遲控制,確保設(shè)備在電壓異常時安全關(guān)閉,避免損壞。設(shè)計時需關(guān)注閾值選擇、延遲時間和功耗優(yōu)化,以滿足不同應用場景的需求。
責任編輯:David
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