低压降线性稳压器作为电压监控器的研究

只看该作者 · 2018-3-26 10:52

低压降线性稳压器作为电压监控器的研究

很多低压降稳压器都带有一个使能输入脚，它可以用作一个廉价的电压监控IC。虽然使能脚通常是用于切断稳压器的输出以节省功耗，但增加几个分立元件就可以使稳压器输出控制相应输入电压下的通、断。因此，可以将此电路用作一个电压监控器或一个特性受控的线性稳压器。

一个典型低压降稳压器内部的使能电路含有一个电压比较器，用于确定使能脚上的电压是否高于或低于内部基准电压VREF。虽然可以直接将使能脚连接到非稳压输入电压上，从而建立一个低压降电压监控器，但这种电路的通、断电压与基准电压相等，而它一般要低于由稳压器输出供电IC的最小工作电压。

另外，直接将使能脚连接到未稳压的输入端无法提供一个接通延迟以保证输入电压达到的值高于低压降稳压器的降压电压。直接连接的电路上电和断电特性都不令人满意（图1）。第一步改进可以增加R1、CIN和D1来改善电路的性能，为稳压器的使能脚提供一个起动延时（图2）。不幸的是，外接的延时网络虽然提高了输出的上升沿特性，但其下降沿会继续跟踪输入电压（图3）。

要解决电路的关机问题，可以用一个分压网络代替一只电阻器（图4）。电阻器R2提升了稳压器使能脚的转换阈值，“欺骗”使能比较器，使之在较高的电压时导通。然后，稳压器的输出呈现出足够的起动延迟，明确地作通、断转换（图5）。

计算电阻器R1和R2值时可以用公式1，以改变图4中电路使能脚的阈值电压。

见公式(1)

　　
其中，VIN(TURN-ON)是用户定义的导通电压，VEN(RISING)是使能脚上升沿的断开点电压，而VEN(FALLING)是使能脚下降沿的断开点电压。例如，VIN(TURN-ON)=4V，VEN(RISING)=0.89V和VEN(FALLING)=0.85V。为避免稳压后的输出电压跟随输入电压，将VIN(TURN-ON)的最小值设为VOUT+VDROPOUT，其中VDROPOUT 是降压电压。

如果R2值选择为8 kΩ，则R1=3.3×R2，或约为27 kΩ。

见公式(2)

公式1只能计算出分压电阻器的大致阻值，根据不同稳压器的特性，其阻值可能会有少许变化。如果电阻器阻值过小，则稳压后的输出会跟随输入，这种问题只要增加R1值就可以解决。另外，R1和CD决定了稳压器的接通延迟时间，而CD的电容值最好为0.01mF ~ 0.47mF。过大的值会增加放电时间，降低电路作为电压监控器的效果。