Настройка порога блокировки при пониженном напряжении понижающего преобразователя напряжения

Датчики и приборы имеют диапазон рабочего напряжения, и только в пределах этого диапазона система может работать стабильно и надежно. Мы знаем, что порог высокого напряжения можно контролировать с помощью схемы защиты от перенапряжения, но как определяется порог низкого напряжения? В источниках питания обычно используется решение типа понижающего преобразователя (BUCK) + низковольтный преобразователь (LDO). Минимальное рабочее напряжение устанавливается функцией UVLO (блокировка при пониженном напряжении) схемы понижающего преобразователя, которая действует как «защитный механизм». Это гарантирует, что система работает только тогда, когда входное напряжение выше напряжения UVLO, предотвращая нестабильность в последующих источниках питания и потенциально вызывая сбои в работе системы из-за чрезмерно низкого входного напряжения.

Блокировка при пониженном напряжении (UVLO) — это механизм защиты цепи, который контролирует входное напряжение системы. Когда входное напряжение падает ниже установленного порогового значения, UVLO отключает выходное напряжение источника питания, предотвращая нестабильность системы, повреждение компонентов и даже угрозу безопасности, вызванную недостаточным напряжением.

Конструкция с двойным порогом UVLO

Порог запуска (V_START): Когда входное напряжение повышается до этого значения, схема начинает работать (например, 6,5 В).

Порог отключения (V_STOP): Когда входное напряжение падает до этого значения, схема прекращает работу (например, до 5 В). Напряжение гистерезиса (HYS): Это предотвращает частые переключения, вызванные колебаниями напряжения вблизи порогового значения (например, после запуска при 6,5 В напряжение должно упасть до 5 В перед отключением).

В качестве примера рассмотрим микросхему понижающего преобразователя напряжения TPS54561 от TI. Функция защиты от пониженного напряжения (UVLO) реализована через вывод EN. Внутренняя структура включает два ключевых модуля: ① Компаратор напряжения: Он определяет напряжение на выводе EN относительно внутреннего порогового значения (типичное значение V_ENA = 1,2 В). ② Источник гистерезисного тока: Он обеспечивает гистерезисный ток Ihys = 3,4 мкА для предотвращения частых переключений, вызванных колебаниями напряжения.

Согласно технической документации, вывод EN микросхемы TPS54561 включает в себя подтягивающий источник тока I1 = 1,2 мкА, источник тока гистерезиса Ihys = 3,4 мкА и V_ENA = 1,2 В (пороговое значение вывода EN). Пороговое значение защиты от пониженного напряжения (UVLO) настраивается с помощью двух резисторов-делителей напряжения, как показано в следующей формуле:

Метод настройки UVLO для TPS54561

Используйте внешний резисторный делитель напряжения для регулировки напряжения запуска (V_START) и напряжения отключения (V_STOP) защиты от пониженного напряжения (UVLO):

Начинайте, когда входное напряжение ≥ 6,5 В (добавляйте шаги 1-3 В к целевому выходному напряжению 5 В, в данном случае 5 В + 1,5 В = 6,5 В).

Остановить работу, когда входное напряжение станет ≤ 5 В (поскольку целевое выходное напряжение составляет 5 В).

Этапы расчета:

Рассчитайте R1/R_UVLO1:

R_UVLO1 = (V_START - V_STOP) / I_HYS = (6,5 В - 5 В) / 3,4 мкА ≈ 442 кОм

Рассчитайте R2/R_UVLO2:

R_UVLO2 = (V_ENA * R_UVLO1) / (V_START - V_ENA + I1 * R_UVLO1) ≈ 90,9 кОм

Окончательный результат показан на рисунке ниже:

Функция UVLO выполняет функцию сторожевого устройства для системы электропитания, принимая решительные меры при возникновении отклонений от нормы напряжения, обеспечивая дополнительную защиту вашей системы электропитания!

• Предыдущий пост

  Основные области применения инерциальных навигационных систем с волоконно-оптической связью в морской отрасли.

• Следующий пост

  Применение MEMS-датчиков для обнаружения вибраций промышленного оборудования.