電機控制板的24V電源在給電機供電的同時也通過DCDC輸出12V給其他電路供電。在沒有電池時,電機發電為控制板供電,而電機的轉動并非是勻速的,產生了波動較大的電壓,如下圖1所示,黃色線為電機反向發電電壓,綠色則為MP2451輸出的電壓。
圖1 電機發電曲線和DCDC的輸出曲線 由上圖可以看出,電機的發電電壓VIN大概在6.2V時候就使能了DCDC,遠小于設定的12V輸出電壓,使得DCDC內部的MOS管由于EN的作用一直在快速的導通和關閉,形成了一個噪聲包絡隨著輸入波動的輸出電壓,當電機的發電電壓大于12V時,DC/DC才輸出了穩定的12V電壓。 這時候如果使DCDC在電機輸出電壓穩定的時候,使能EN引腳,那么輸出波形就會平穩,如下圖所示。
圖2 EN使能輸出曲線
如曲線①所示,輸入電壓較低時就達到了VEN的使能閾值,使能芯片輸出,此時輸出受到輸入波動的影響且上電緩慢,影響了后級電路的工作穩定性;如曲線②所示,輸入電壓VIN上升到70%~80%的時候,VEN才到達使能閾值,此時芯片輸出摒除了輸入電源的不穩定階段,上電迅速,輸出平穩,減小了輸入電壓波動的影響;同時預留了20%~30%的余量避免了輸入電源波動導致輸出關閉的問題。
由此可知將電源芯片的EN閾值電壓通過分壓網絡設定在70%~80%×VIN是較為合理的,EN閾值可以通過芯片手冊查得。如下圖3所示,根據已知的EN閾值和輸入電壓即可求得合適的分壓電阻比例。
圖3 根據已知的EN閾值分配網絡電阻 圖4是調整后的輸出波形,輸出的電壓波動得到了明顯的改善。
圖4 調整分壓電阻后的電壓波形 因此通過對EN的控制,可以實現相應的功能,包括合理設置EN的靜態工作點,既可以避免在電源電壓不穩定階段開啟芯片電源供電,又能避免在正常工作時,電源電壓波動引起系統意外掉電。此外,在EN端加上適當的控制電路,可以放大EN的滯回電壓。滯回電壓就是內部通過一個滯回比較器使得EN啟動電壓和關斷電壓不是一個電壓值,如啟動電壓VIH=2.5V,關斷電壓1.8V。這一點對于電池供電的系統,在電池接近耗盡的時候,可以避免電路循環重復上下電。
審核編輯:陳陳
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原文標題:電源芯片的EN引腳應該如何設計?
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