电池供电的方案:3种欠压关机电路解析

硬件笔记本 2024-07-04 07:39

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针对电池供电的方案，为避免电池过放电，需要电源模块具有欠压关机功能，同时为避免系统在临界点出现振荡（系统反复开关），需要欠压保护电路具有一定的滞回窗口。通常芯片自带的 EN 脚的开启与关断电压存在 0.7V 左右的滞回空间，可以通过控制 EN 脚来实现欠压关机；但是大部分芯片没有 EN 脚，只能通过控制反馈引脚来实现关机功能，下面以 XL4201 芯片为例，简述几种使用芯片反馈引脚进行欠压关机的电路。

方案介绍：

方案一，常规欠压关机电路：

工作原理：

当 VIN 电压高于 VDZ+0.7V 时，Q1 导通，B 点电压近似为 0，小于 1N4148 的 VF 值，芯片可以正常工作；当 VIN 电压低于 VDZ+0.7V 时，三极管 Q1 不导通，此时 VIN 通过 R5 电阻和 1N4148 将高电平加至 CS 引脚的 A 点处，从而实现欠压关机功能。

说明：A 点高电平电压也可以通过加至 FB 引脚处实现芯片关机功能，A 点连接 CS 引脚时，B 点高电平大于 1V 即可， A 点连接 FB 引脚时，B 点高电平大于 2V 即可。

缺点：此欠压保护电路没有滞回功能，当输入电压跌落至 DZ 稳压管导通电压临界值时，系统会出现振荡现象。

方案二，可任意设置阈值的欠压关机电路：

工作原理：初始状态，三极管 Q1 与 Q2 均处于关闭状态，当输入电压击穿稳压管 DZ，在 D 点产生 0.7V 左右电压后， Q1 导通，B 点电压近似为 0，低于 1N4148 的 VF 值，芯片可以正常工作；Q2 三极管随着 Q1 导通后导通，Q2 导通后短接 R7 电阻；当 VIN 电压低于 VDZ+0.7V，三极管 Q1 关闭，此时 VIN 通过 R5 电阻和 1N4148 将高电平加至 CS 引脚的 A 点处，芯片关闭无输出，由于此电路的开启与关闭电压不一致，从而实现带有滞回功能的欠压关机电路，避免输入电压降至临界点时，出现系统来回开机与关机现象；

说明：

1. Q1 三极管 BE 导通电压为 0.7V，Q2 三极管 BE 导通电压为-0.7V。

2.芯片启动工作电压：U1=VDZ+0.7V*（1+R7/R8）≈11.4V；芯片欠压关机电压：U2=VDZ+0.7V≈10.7V；可以通过调整 R7 与 R8 电阻值比例来调整启动电压与关闭电压之间的滞回空间。

方案三，使用电压检测芯片的欠压关机电路：

工作原理:CN302 电压检测芯片供电电压在 2~6V之间，通过 DZ 稳压管供电，此处选择 3.6V 稳压管供电;当输入电压高于 U2 时，B 点电压为 0.3V，小于 1N4148 的 VF 值，芯片可以正常工作;当输入电压低于 U1值时，B 点产生高电平，通过 1N4148 将高电平加至 CS 引脚的 A 点处，从而实现芯片关机。

说明:芯片启动工作电压 U1=(R6+R7+R8)/R8*1.211~10V;芯片欠压关机电压 U2=(R6+R7+R8)/(R7+R8)*1.211~9V;闽值电压:U1-U2=1V。

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