电压检测器及其应用电路(五)——“高电压”欠压、过压保护电路

<正> 近年来,电路的工作电压不断地降低,从5V降到3.6V、3.3V,甚至降到1.8V以下。但仍有一些电路工作电压为9V、12V,少数电路还有15～24V工作电压。电压检测器的检测电压大部分在6V以下,那么工作电压在6V以上时如何来检测呢?这里将工作电压大于6V的称之为“高电压”,本文将介绍提高电压检测器的检测电压的方法及“高电压”电路的欠压、过压保护电路。     

无刷直流电机的保护电路

为了使无刷直流电机长期稳定运行,采用加保护电路的方法使其正常工作,保护电路主要由欠压保护、过流保护、短路保护等组成,在软件里设置电压、电流的阈值,直接对电压、电流进行检测并产生相应的保护,以免对电路和电机造成损害,并且做了相应的欠压、过压、过流测试实验。实践应用表明,该设计的几种方案切实可行,能够在异常情况下及时对电机做出保护动作。     

基于BCD工艺的单片热插拔控制集成电路设计

为保证系统在热插拔过程中安全工作,避免因之导致系统崩溃及系统与部件的损坏,提出一种热插拔控制芯片的设计.针对热插拔过程中可能产生的浪涌电流和过流、过压等故障现象,芯片设计中设置了多重保护功能,包括自动限制启动电流,过流时切断电路以及过压时断电,长时过压触发SCR为负载提供撬棒保护等.另外,设计了低压诊断、负载电压等检测功能.由于芯片工作中涉及较高电压和较大电流,电路采用BCD工艺(bipolar-CMOS-DMOS)实现,并对系统、电路和版图进行了优化.制得的芯片面积约为2.5mm×2.0mm,可在4.5～16.5V电压范围内正常工作,12.0V电源电压下芯片功耗约为18mW.对芯片的测试结果表明,所设计的电路功能和特性已成功实现.     

低压故障保护

在低压开关和多路复用器的很多应用中,必须为开关元件和下游电路提供过压保护。有多种不同的方法可以在PCB上实现这种保护,本文对这些方法及其应用进行简要讨论,同时着重介绍一些新型IC所提供的重要功能。现有设计中,大多数系统工作于标准电源电压(单极性3.3V或5V,或双极性±3.3V或±5V),此电压通常也是板上的最高电压。在当输入端暴露在比电源电压更高的电压之下,即使电路板电源切断,输入端的电压也可能仍然存在。受这种过压影响的第一个元件常常是多路复用器或开关,这就要求为开关元件和下游电路提供适当的保护。模拟开关内的通道元件…     

一种电机驱动芯片的欠压保护电路设计

基于先进的0.35um BCD工艺,对传统欠压保护电路缺点进行分析,设计实现了一种可应用于电机驱动芯片的欠压保护电路。电路结构简单,不需要额外的带隙基准电路,同时也省去了电压比较器电路。特别地,电路考虑了器件的温度特性,减少温度变化对电路的翻转阈值和迟滞量的影响。通过使用Cadence Spectre工具进行电路仿真,结果表明电路工作正常,当电源电压降低到2.7V时,输出低电平,当电压重新上升到2.83V时,输出恢复到高电平,迟滞量为0.13V,具有迟滞功能。     

一种BiCMOS欠压保护电路的设计

基于0.6μm BiCMOS工艺,设计实现了一种欠压保护电路.该电路结构简单,避免使用电压基准和比较器等辅助模块,工艺实现容易,可用于功率集成电路或单片集成电源.仿真结果表明,该电路能在欠压时输出逻辑信号,且有迟滞功能.     

基于０.２５μｍＢＣＤ工艺的一种新型低温漂欠压保护电路

本文提出了一种结构简单并且具有低温度敏感性的新型欠压保护电路。该电路避免了传统欠压保护电路的基准电压产生模块和比较器模块,利用带隙基准结构和高阶温度补偿的方法减小阈值电压和迟滞电压随温度的变化量,提高了UVLO电路的独立性和可靠性。基于 0.25um BCD 工艺设计实现的新型欠压保护电路芯片面积为0.04mm2,功耗为0.14mW。在温度为25时,新型欠压保护电路的上升阈值8.625V,下降阈值8.145V,迟滞量为0.48V,能够满足电源管理芯片的应用要求。在-40~125温度变化范围内,该电路的阈值电压和迟滞电压的最大变化量分别为53 mV和 50 mV,具有低温度漂移特性。     

一种结构简单的新型CMOS欠压保护电路

分析了两种传统欠压保护电路的工作原理及优缺点,在此基础上提出一种新颖的欠压保护电路。电路采用电流比较的方式,不依赖比较器、基准电源等辅助结构,结构简单,具有良好的独立性和稳定性;此外,有源器件中仅使用了MOS管,工艺实现容易,更便于集成。仿真结果表明,当电源电压在2.5V到3V之间变化时,电路欠压保护功能正常,并具有90mV的迟滞,可有效防止电源电压波动引起的误触发。     

一种双余度反延时过压保护设计

在电源系统中,过压故障对用电负载和电源系统本身的危害极大,因此过压故障处理的可靠性尤为重要,而传统过压故障保护设计可靠性和安全性较低。文章提出一种新的双余度反延时过压保护设计,首先在硬件电路上设置三相半波整流、分压、滤波、反延时保护、比较等功能电路,实现硬件反延时过压保护电路,同时在软件中设置电压周期采集、门限比较、电压增量叠加、时间增量叠加等方式,实现软件反延时过压保护功能,通过软件和硬件共同对过压电源进行切除,这两种切除方式互为备份,大大提高了电源系统的可靠性和安全性,目前已成功应用于机载产品中。     

低功耗精密电源监控电路设计与开发

电源监控电路的主要功能是上电或电源电压低于设门限时产生复位输出，保证单片机在电源电压、系统时钟稳定可靠的前提下工作。设计了一种以低温票带隙基准为核心的电压检测电路，包括电源比较电路、带隙比较器、可调电压失效比较器、振荡器、计数器和数字控制逻辑，用于实现上电复位和欠压保护。经过仿真证明该电路阈值电压随温度变化小，性能稳定可靠，并且具有低功耗和高精度的特点。     

安森美推出全新过压保护IC

安森美半导体,不断推出令设计者能设计出相异便携产品的电源管理器件(见图),现推出NCP346过压保护电路,优化了其在外置交流-直流适配器、汽车充电器附件和或电池可充电器中的应用。此器件具优良的电压能力且关断速度比标准CMOS监测电路更快,极为适合应用于手机、数字相机、便携     

IXCP系列高压恒流源及其应用

本文简要介绍了ＩＸＹＳ公司生产的ＩＸＣＰ系列高压恒流源的结构和特性，详细介绍了该恒流源在开关电源起动电路、由２２０Ｖ市电直接供电的低压电源、用户程控交换机中的电流源、高稳定度基准电压源以及各种过压保护电路中的具体应用电路。     

基于TOP244Y的12V新型本安电源的设计

本文介绍了一种基于TOP244Y的12V新型本安电源的设计。该系统的核心选用Power Integration公司的开关电源芯TOP244Y,在开关电源的基础上,外加过压保护电路和过流保护电路,使电压稳定在12V。经过压保护测试和过流保护测试验证,该电源满足本安要求。     

一种应用于CAN总线芯片的过压保护电路设计

为解决传统过压保护电路功耗大、易受干扰的问题,基于0.25μm CMOS工艺设计并实现了一种应用于控制器局域网络(CAN)总线芯片的过压保护电路。其作用是当芯片端口电压高于电源电压或低于地(GND)电平时为芯片提供保护信号,阻止电流倒灌入芯片。在3.3 V电源电压下,该电路具有迟滞功能,防止其受到噪声干扰反复打开和关闭芯片。仿真结果表明,端口电压高于3.55 V时电路提供保护信号,重新下降至3.35 V后系统恢复工作;同理,端口电压低于-0.25 V时电路提供保护信号,重新上升至-0.05 V后系统恢复工作。流片测试结果显示该电路可以为CAN总线芯片提供有迟滞的过压保护功能,与符合仿真结果基本一致。     

多级倍压整流电路的设计原理及其有关参数的计算方法

在许多仪器设备中常需要高电压(如几千伏或几万伏)。为此,我们有必要介绍一下倍压整流电路的设计原理。该电路的整流电源变压器的次级电压并不太高,而整流元件的耐压相对较低,但其输出的直流电压即能高于输入电压的好多倍。 倍压整流电路的种类很多,可以按输出电压与输入电压的倍数,即分为二倍压、三倍压及多倍压电路。     

一种汽车ECU电源系统保护的设计

本电源保护电路用于车载电子设备,特别是汽车的电子控制单元(ECU)。有效的抵御车载设备上出现的电压跌落、抛负载浪涌、输入电源反接、过压、过流、噪声干扰等恶劣情况。实际测试表明,该电路通过保护后级的电路和设备,提高了ECU系统的可靠性。该技术属于汽车电子领域,特别是车载电子设备电源保护技术。     

低功率场射频能量收集电路的仿真与验证

该文设计了一种低功率场射频能量收集电路,可收集中心频率为915 MHz的射频信号,并提供对外直流电源输出。该电路由阻抗匹配电路、倍压整流电路和电能存储电路组成。该文基于ADS仿真软件对电路进行设计,并对其性能进行检验,搭建了硬件电路进行实验验证。实验结果表明,当输入射频功率大于-5 dBm,整流倍压电路的负载电阻为10 kΩ时,输出电压高于0.8 V,空载时输出电压高于4.39 V;当输入功率为10 dBm,整流倍压电路的负载电阻为10 kΩ时,输出电压高达3.6 V,空载时输出电压高达7.7 V。为提高倍压整流电路输出电压,设计了谐振电路对倍压整流电路进行改进优化,并对其进行仿真实验验证。仿真实验结果表明,加入谐振回路的倍压整流电路的输出电压是传统倍压整流电路输出电压的2.5倍。该射频整流电路可用于无线传感器等低功耗电子设备的电能无线供应。     

彩色电视机的保护电路分析

保护电路是彩色电视机里比较复杂的电路,掌握一些保护电路的原理对电视机的维修有很大的帮助,详细分析了彩色电视机中的过压保护电路、过流保护电路、欠压保护电路、启动保护电路和尖峰脉冲吸收电路的结构、特点和工作原理.     

直驱式风电系统中Boost电路的研究和仿真分析

本文针对大型的并网型直驱式风电系统给出了一款直流斩波电路,主电路采用三支路交错并联的Boost电路,控制系统采用电流电压双环控制,并在电路中加入了过压保护的嵌位支路,最后对输出电压的稳定性进行了改进。本文在matlab/simulink环境下建立了风力发电机的模型并把这种斩波电路与风力发电系统结合进行了仿真分析,结果表明:系统能够稳定运行,满足风力发电系统对电压稳定性的的要求。     

串联超级电容器组的均压方法研究

在由串联超级电容组成的电压不匹配储能模块中,一些电压较高或较低的单体在循环过程中可能出现过充或过放电现象,这种现象会加剧单体间电压的不平衡。为了充分利用串联超级电容器组的寿命和存储性能,需要均衡串联超级电容器组的单体电压。电压均衡技术是超级电容应用中的一个关键部分。该文在综合分析已有串联超容组均压技术的基础上,设计了一种均压电路。该均压电路省去了电压检测和电压比较电路,先后阐述了均压原理、过程,对此均压电路进行了PSIM仿真,结果表明此均压电路能实现各单体电压均衡的功能。