而服务器人 发表于 2025-4-30 07:02

灵动MCU是否支持电压越界自动关机或限流控制?

是的,灵动MCU(MindMotion MCU)完全支持通过GPIO控制外部PMOS/NMOS、LDO或负载开关来实现“电压越界自动关机或限流”功能。这种应用常用于电池保护、电源管理、负载过压/欠压切断等场景。

一、基本原理概述
灵动MCU监测电压后,若检测到电压超过或低于安全阈值,可通过控制引脚(GPIO)来:

关断外部PMOS/NMOS管,切断供电或负载;

控制一个可调LDO/电源芯片的使能脚(EN);

控制一个电子保险丝(eFuse)或负载开关(如TPS229xx);

前提是使用硬件电路让MCU控制路径足够快且具备拉载能力。

二、方案设计:以PMOS为例实现“欠压断电”
1. MCU测电压(ADC或比较器)
ADC方式适合多路电压检测并结合滤波

内置模拟比较器(COMP)适合做低功耗实时断电保护

2. MCU控制GPIO驱动PMOS关断
PMOS常接在电源高端,使用NPN或NMOS反向驱动来控制其G极(避免G-S击穿):

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电池正极 ─┬─ PMOS Drain(D)
         │
         PMOS Source(S)───── 供电输出
         │
         GPIO → NMOS/电阻下拉 → PMOS Gate
当MCU输出 GPIO 为高,PMOS 关断(G-S电压接近0);输出为低,PMOS导通(G-S为负)。

三、实现逻辑示例(伪代码)
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#define POWER_CTRL_PIN   GPIO_Pin_0// 控制PMOS的GPIO
#define LOW_VOLTAGE_THRESHOLD 2700   // 单位:mV

void MonitorAndProtect(void) {
    uint16_t voltage = ReadVoltageFiltered(); // ADC滤波值
    if (voltage < LOW_VOLTAGE_THRESHOLD) {
      GPIO_ResetBits(GPIOA, POWER_CTRL_PIN);// 关闭PMOS,切断负载
    } else {
      GPIO_SetBits(GPIOA, POWER_CTRL_PIN);    // 允许供电
    }
}
⏱ 可在定时器中断或主循环中定期调用。

四、进阶保护控制方案

控制方式        描述
PMOS切断主电源        低压断电、过压断电场景常用,适合高边控制
NMOS断开负载地线        用于限流/断载控制,适合负载地端断开(如USB供电控制)
控制LDO/负载开关        控制EN脚,优雅关断,适用于多电压域系统
双比较器+滞回保护        用于避免电压反复临界抖动开/关(参考电池保护IC机制)
五、硬件设计建议
MCU控制PMOS时加限流电阻保护G极(如10k)

为避免“震荡误触发”,建议增加滞回逻辑或软件滤波

为快速关断,GPIO需配置为推挽输出

如果功率较大,控制管可能需推动电平转换器或MOS驱动芯片


hearstnorman323 发表于 2025-5-3 21:56

ADC 方式               

phoenixwhite 发表于 2025-5-3 22:54

如果功率较大,控制管可能需推动。

tabmone 发表于 2025-5-4 00:29

通过ADC采样负载电流(需串联采样电阻),或直接监测电源电压波动,触发GPIO控制NMOS断开地线,实现限流或断载保护

deliahouse887 发表于 2025-5-4 03:30

通过电阻分压将待测电压接入MCU的ADC或比较器输入。

bartonalfred 发表于 2025-5-4 19:30

可驱动MOSFET或负载开关,实现电源通断控制

kkzz 发表于 2025-5-4 22:30

灵动MCU还支持通过GPIO控制外部电路来实现限流功能,以防止过电流损坏电路或设备。

minzisc 发表于 2025-5-6 10:02

灵动MCU提供了软件配置功能,使得用户可以在运行时动态切换引脚的功能,并根据监测到的电压和电流值采取相应的保护措施

xiaoyaodz 发表于 2025-5-6 11:51

过温保护、上下桥短路自动保护和欠压锁定保护功能

wangdezhi 发表于 2025-5-6 13:38

某些高级别的MCU可能会提供过压保护功能,当输入电压超过一定限度时,可以触发中断或者其他形式的通知,但在大多数情况下,这需要结合外部电路实现更精确的控制,比如通过比较器监控电压水平,并采取相应的措施。

kkzz 发表于 2025-5-6 15:29

通过 GPIO 控制外部 PMOS/NMOS、LDO 或负载开关来实现。

hudi008 发表于 2025-5-6 17:36

内置模拟比较器(COMP)方式            

adolphcocker 发表于 2025-5-6 19:21

完全支持通过GPIO控制外部电源管理电路来实现电压越界自动关机或限流控制

lzbf 发表于 2025-5-6 21:04

可以考虑添加外部电流监控芯片或功率管理IC,这些设备能够提供更为精细的电流控制能力,包括但不限于过流保护、短路保护等。

jkl21 发表于 2025-5-6 22:47

当电源电压低于预设阈值时,会触发中断或者复位信号,以防止在低电压条件下运行导致系统不稳定。

belindagraham 发表于 2025-5-11 10:28

一旦检测到电压低于某个临界值,系统将自动复位,以保护硬件免受损害。

mollylawrence 发表于 2025-5-11 12:26

使用电压监视器IC,它能在检测到异常电压时切断电源供应。

yeates333 发表于 2025-5-11 17:22

MCU控制PMOS时加限流电阻保护G极

mmbs 发表于 2025-5-13 16:30

灵动微电机驱动MCU具有丰富的保护功能和故障诊断功能,能够实时监测电机的运行状态,如电流、电压、温度等参数,并在出现异常时及时采取保护措施,避免电机损坏或系统崩溃(参考)。这些保护措施可能包括限流控制和电压越界保护。

averyleigh 发表于 2025-5-13 18:47

持外部电压与内部参考电压比较,输出极性可调
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