下列是原理图,标注有宽电压输入经过电容共模电感,tvs管。这是常见的输入电源处理,当然也会有防反接保护,d9的作用是保证mos管gs电压不会太高,一般最高25伏左右,临界导通电压4伏,也就是说9.1v肯定处于饱和导通状态。
一,当电压由零伏上升时到达12v左右,q2导通,d9导通导致q5导通电源打开了,当电压一直上升,q2和d9状态不变,然而当d6随着电压上升,导通电流达到q4饱和电流,q5的导通偏置电压拉低,mos管关闭。电源没有输出。
二,当电压又恢复到12v到60伏。q2正常导通,q4截止。mos正常导通。当然要注意r17,r18电阻的功率。行为输入电压升高他的功率也会增加。
另外两幅图是二极管电流和稳压管两端电压曲线图。
在保护电压的临界点附近,会出现保护和正常工作的反复振荡。
比如保护电压是12v,当电压上升到12v时,保护电路开启输出,这里由于负载的增加,12v电压稍有一点电压的跌落,可能就几十mv的跌落,保护电路又关闭输出。
从而在临界点附近就出现了关闭/开启的快速振荡,可能造成设备的损坏。
为了解决这个问题,我们需要设计一个具有迟滞效应的保护电路。
可以用迟滞比较器来实现,迟滞比较器可以通过比较器的输出正反馈实现,比如比较器的比较基准电压是2.5v,滞回范围是0.5v。
则当输入电压从0v上升到2.5v时,比较器输出低,比较基准电平下降为2.25v。
此时,输入电压稍有跌落,只要不低于2.25v,就不会再输出高.
当输入电压从高电平下降到2.5v,比较器输出高,比较基准电平上升为2.75v.
此时,输入电压稍有上升,只要不高于2.75v,就不会再输出低.
根据上面的分析,我利用迟滞比较器设计了以下的欠压保护电路:
d1是2.5v稳压二极管,可以用高精度的tl431替换.
u1a是运放lm339,输出高时为开漏,所以输出通过r4上拉至电源,
r3是正反馈电阻,用于实现迟滞效果.
可调电阻r8用来调节保护电压,如果12v的保护电压,可以将可调电阻的比例设置为20%左右.
q1的用来做开关控制用的pnp三极管,如果负载电流大,可以用pmos替换.
如果我们把可调电阻的比例设到20%,比较基准电压为2.5/20%=12.5v
根据电压叠加原理,当比较器输出低时,2.5v稳压值在同相端的分压为,2.47v.
对应电源电压为2.47/20%=12.35v.
当比较器输出高时,电源电压为12v,同相端的电压大概为2.585v.
对应电源电压为12.9v.
也就是当电源电压从0v上升,到12.9v以上时,q1导通,电源打开,负载开始工作.当电源电压从12.9v以上,下降到12.35v以下时,q1截止,电源关闭,负载结束工作.
所以该电路的滞回范围为12.9-12.35=0.55v.
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