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XL4201欠压关机电路解析

引言 

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,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;阈值电压:U1-U2=1V。

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