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【干貨】非常經(jīng)典的電壓掉電監(jiān)測電路,你學(xué)廢了嗎?

發(fā)布時(shí)間:2022-11-18 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】電路在電壓掉電時(shí)處于不穩(wěn)定狀態(tài),經(jīng)常需要采取一些應(yīng)對措施。比如音響,內(nèi)部的音頻功率放大電路,在被突然拔掉電源時(shí)會發(fā)出刺耳的爆破音。


【干貨】非常經(jīng)典的電壓掉電監(jiān)測電路,你學(xué)廢了嗎?


電路在電壓掉電時(shí)處于不穩(wěn)定狀態(tài),經(jīng)常需要采取一些應(yīng)對措施。比如音響,內(nèi)部的音頻功率放大電路,在被突然拔掉電源時(shí)會發(fā)出刺耳的爆破音。

如果加入電壓掉電監(jiān)測電路,當(dāng)監(jiān)測到電壓掉電時(shí),輸出一個(gè)信號來觸發(fā)靜音電路工作,就可以消除爆破音。

上圖是這里要介紹的一個(gè)電壓掉電監(jiān)測電路。

這個(gè)電路在液晶電視里用得非常多。當(dāng)直接拔掉液晶電視的電源時(shí),這個(gè)電路會輸出掉電信號給電視機(jī)功放芯片的靜音(mute)控制腳,將功放靜音。這樣就能大大降低甚至消除由功放驅(qū)動的電視喇叭發(fā)出的爆破音。

一、電路說明

電壓掉電監(jiān)測電路,監(jiān)測的是電壓VCC。

當(dāng)VCC的電壓下降到一定閥值時(shí),三極管Q2導(dǎo)通,可以將外部電壓拉到0V;否則Q2不導(dǎo)通,對外相當(dāng)于開路。

二、原理分析

VCC是要監(jiān)測的電壓,這里以VCC等于12V為例進(jìn)行分析。

1、當(dāng)VCC上電時(shí),通過電阻R1、二極管D1對電容C1充電。VCC穩(wěn)定在12V后,經(jīng)過R1、R2的分壓,D1的左邊為11.25V。經(jīng)過D1后降低了一個(gè)二極管壓降,即0.7V,最終電容C1的電壓被充到10.55V。

2、VCC穩(wěn)定在12V后,Q1的b極也為12V。由于b極比e極電壓還高,三極管Q1不導(dǎo)通。Q1不導(dǎo)通,則Q2的b極沒有電壓,Q2也不導(dǎo)通。


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3、當(dāng)VCC掉電時(shí),需要掉到一定的閥值,Q2才會導(dǎo)通,并對外輸出VCC掉電的信號。下圖畫出了三個(gè)放電回路。


【干貨】非常經(jīng)典的電壓掉電監(jiān)測電路,你學(xué)廢了嗎?


放電回路①:當(dāng)VCC降低到9.85V時(shí),電容C1的電壓為充滿電時(shí)的10.55V,比Q1的b極(9.85V)高0.7V,C1通過Q1的eb極、電阻R3,分別放電到VCC,以及經(jīng)電阻R1、R2到地。于是Q1被打開。(值得說明的是,放到VCC的電,最終通過VCC的各種負(fù)載,還是回到了地。)

放電回路②:Q1被打開后,電容C1的電壓通過Q1的ec極、電阻R4、Q2的be極到地。Q2的b極電壓為0.7V,于是Q2被打開。

放電回路③:Q2被打開后,將外接的電路電壓拉到地,通過這個(gè)動作告知外部電路:VCC掉電啦!

三、電路參數(shù)設(shè)定說明

可以設(shè)定電壓偵測電路的響應(yīng)閥值:方法是調(diào)整R1與R2的比值。上面的例子是VCC掉電到9.85V時(shí),電路輸出掉電信號。

可以設(shè)定電路輸出掉電信號的持續(xù)時(shí)間:方法是調(diào)整C1的容值、電阻R3的阻值。如增大C1、R3和R4的值,可以延長C1放電的時(shí)間,也就延長了Q2持續(xù)拉低的時(shí)間,最終延長了電路輸出掉電信號的持續(xù)時(shí)間。

四、兩道思考題

俗話說,光說不練假把式!咱們來思考兩個(gè)問題。

1、Q2的b極需要加對地電阻嗎?


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有人會說,Q1不導(dǎo)通時(shí),Q2的b極是浮空的。為解決浮空的問題,應(yīng)該對地接一個(gè)電阻,比如100K歐姆的,以固定Q2的b極電平,防止Q2受到干擾而錯(cuò)誤導(dǎo)通。

請思考一下,再往下看。

實(shí)際上這已經(jīng)是成熟且經(jīng)過量產(chǎn)驗(yàn)證的電路,一般情況下不需要增加對地電阻。Q2的b極的輸入阻抗沒有mos管的g極那么高,沒那么容易因浮空而誤觸發(fā)。消費(fèi)類電子產(chǎn)品的成本控制非常重要,這個(gè)對地電阻不需要增加!

特殊情況再特殊處理。當(dāng)電路處于惡劣的電路環(huán)境中時(shí),容易受到電磁干擾。此時(shí)Q2的b極浮空,可能會受到干擾而導(dǎo)致誤觸發(fā),這時(shí)候可以增加對地電阻。

2、VCC上電穩(wěn)定在12V時(shí),電容C1充滿電后的電壓真的是10.55V嗎?


【干貨】非常經(jīng)典的電壓掉電監(jiān)測電路,你學(xué)廢了嗎?


答案是否定的??梢韵人伎家幌略偻驴?。

上面在講解的時(shí)候,為了降低分析的難度,將二極管D1的正向?qū)▔航抵苯铀阕龊愣ㄖ?.7V,實(shí)際上這不是一個(gè)恒定的值。

看下二極管D1的數(shù)據(jù)手冊是怎么說的。


【干貨】非常經(jīng)典的電壓掉電監(jiān)測電路,你學(xué)廢了嗎?


橫坐標(biāo)是正向?qū)妷篤F,縱坐標(biāo)是正向?qū)娏鱅F。

重點(diǎn)看紅色圓圈部分。

這個(gè)電壓掉電監(jiān)測電路,流過二極管的電流最大不超過10mA,所以正向?qū)▔航翟?V以內(nèi)。

在電源VCC上電并給電容C1充電時(shí),二極管D1的正向?qū)妷杭s為0.7V,直到電容C1充電到10.55V。


【干貨】非常經(jīng)典的電壓掉電監(jiān)測電路,你學(xué)廢了嗎?


此時(shí)電容C1仍在充電,充電導(dǎo)致電容C1的電壓繼續(xù)升高,二極管D1的正向?qū)▔航狄苍絹碓叫。潆婋娏髟絹碓叫?,直到充電電流?。

最終電容C1可以充到大約11.05V,此時(shí)二極管D1兩端的電壓差約為11.25-11.05=0.2V,二極管沒有電流通過。


【干貨】非常經(jīng)典的電壓掉電監(jiān)測電路,你學(xué)廢了嗎?


講解完畢,讓我們一起勤學(xué)多練多思考。


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