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一款过压保护电路的设计

一款过压保护电路的设计

点击数:7110 次   录入时间:03-04 11:49:30   整理:http://www.55dianzi.com   保护电路

  AN051简介
  
  AN051A有开漏输出及CMOS输出结构,分别如上图及中图所示。它由电压比较器、基准电压源(Vref)、分压器电阻R1、R2、R3、反相器及产生滞后电压的N管(VTl)及输出级(开漏或CMOS输出级)组成。

  这里以开漏输出结构为例说明其工作原理,其输出特性如下图所示。当VIN端输入一定的电压,使比较器同相端的电压大于反相端的基准电压,即VIN(R2+R3)1(R1+R2+R3)>Vref时,比较器输出高电平H,反相器输出低电平L.VT1、VT2都截止.Vcur输出高电平(上图中Rpu为外接的上拉电阻)。

  Vout输出的高电平等于Vcc.见图4的B端右边的特性。



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  若VIN再次增大,一直要增大到VIN×R2/(R1+R2)>VIN时,才会使比较器输出由L变成H(A点的VIN要大于B点的VIN),最终使VOUT输出为H。这样,VOUT从H→L及从L→H的VIN值是不相同的,产生一个滞回电压VHYS(即VA-VB)。

  这里把VCUT从H→L时的电压称之为检测电压Vcr,VCUT从L→H的电压为VCET+VHYS。可以总结出:VIN>VDET+VHYS时,VOT=H;VIN<VDET,VOUT=L.

  CMOS输出的工作原理与开漏输出基本相同,其特性如下图所示。

  特点与主要参数
  
  该器件主要特点:检测电压精度可达±2.4%;工作电流1.OuA(典型值);输入电压可达15V;检测电压已系列化(分挡极细);滞回电压VHYS≈0.05VDET;工作温度范围-30℃~+80℃。

  这里要指出的是,该器件内部的MOSFET不是功率MOSFET.输出是电平信号(其极限输出电流为50mA)。另外,输出电流与VDr大小有关,VDET小,则VGS小,不能输出大电流。例如,VDET=2.4V时,输出电流为3.7mA,VDET在3.6V以上时才可输出6~7mA。另外.CMOS输出结构中P管导通时,电流是由VIN提供的,这要看被测电压源的情况而定。

  在使用中,上拉电阻一般取10kΩ~100kΩ:CMOS输出的输出端绝不允许接地,否则在P管导通时.VIN被短路,P管可能烧掉。

  封装、图符与型号AN051A有T0-92、SOT-89及SOT-23-5三种封装,如下图所示。

  AN051A分挡极细,现将可供货的品种列于附表。

  在选购电压检测器时,要确定检测电压值fVDET)、输出结构及封装。它可用型号后缀来确定:1.CMOS输出为C.开漏输出为D;2.检测电压值(用两位或三位数表示);3.封装代号(T0-92为T,SOT-89为S.SOT-23-5为R)。

  例如,一个开漏输出、VDET=3.2V、SOT-89封装的AN051A器件,它的型号为:AN051AD32S;AN051AC215S是CMOS输出、VoET=2.15V,SOT-89封装的器件。



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  下图是电压检测器的输入端接在电位器RP的滑臂上。由于电压检测器的内阻不高,并且不同的批次时内阻也不同,因此可以根据要求的V'DET,调节电位器的位置使输出电平变化时取得要求的检测电压值,RP可取5kΩ~10kΩ。例如,要求V'cr=lOV,可取VoET=5V的电压检测器,在Vcc=12V时,电位器滑臂在最高位向下调,使Vour由高电平变为低电平时即可(若是开漏结构,则要加10k~100k上拉电阻)。

 



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  1、电压检测器的选择要满足下式:

  VDET+VHYS+0.2V≤VLMH式中VHYS可按VHYS=0.05VDET计算;式中0,2V是为留一个安全电压区(AN051有±2.4%允差)。

  例如,其电路的正常工作电压是5V.最大极限工作电压是6.5V。则可选择6V的电压检测器[VDET=(VLMH-0.2V)/1.05]。

  2.P管的选择:

  P管的-VDS要大于Vcc,在-VGS=Vcc时,其-ID要大于ILrex。




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