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淺談欠壓檢測門限的選定方法

當(dāng)電池電壓緩慢下降到檢測門限值VT的附近,只要有幅度很小的毛刺干擾信號疊加到電源電壓上,就會引起輸出信號RST在高、低電平之間往返切換。結(jié)果會導(dǎo)致不能可靠地把單片機(jī)鎖定在復(fù)位狀態(tài)上。

為了克服上述缺點(diǎn),給欠壓檢測門限值VT增加一個(gè)回差電壓Vhys(或回滯電壓或遲滯電壓)是非常必要的。這類似于施密特觸發(fā)器的回滯特性。通常回差電壓Vhys的值選定為0.2V左右為宜。如此一來檢測門限VT就被分解為上門限值VTMAX(=VT+Vhys/2)和下門限值VTMIN(=VT-Vhys/2)了。當(dāng)電源電壓下降時(shí)只有降低到VTMIN以下,RST信號才會變高;而當(dāng)電源電壓上升時(shí)只有升高到VTMAX以上,RST信號才會恢復(fù)為低?;販妷篤hys的設(shè)置,可以有效地避免當(dāng)電源在、VT值附近波動時(shí),欠壓復(fù)位活動被頻繁觸發(fā)。

關(guān)于如何設(shè)置上/下門限電壓、如何設(shè)置回差電壓、如何選擇專用芯片,以及關(guān)于回差電壓。檢測門限電壓、穩(wěn)壓器供電電壓和單片機(jī)標(biāo)稱電壓范圍,幾者之間的關(guān)系。可以參考如下圖所示的“規(guī)劃參考標(biāo)尺”。

從下圖中可以看出,從左到右依次為單片機(jī)標(biāo)稱的工作電壓范圍、穩(wěn)壓電源的供電電壓范圍、為欠壓檢測器電路規(guī)劃的上/下門限范圍、最終確定出一種欠壓檢測器型號的上/下門限電壓和回差值。經(jīng)過觀察和分析可以得到如下幾點(diǎn)啟發(fā):
(1)往往一種具體型號的單片機(jī),其產(chǎn)品手冊中規(guī)定的適合工作的電壓范圍還是比較寬的。例如,Philips公司的P87C552為2.7V~5.5V;ATMEL公司的T89C51RD2-M為3V~5.5V等。
(2)為單片機(jī)應(yīng)用電路搭建的一個(gè)+5V穩(wěn)壓電源,盡管其標(biāo)稱值是5V,但是允許在一個(gè)比較小的范圍內(nèi)存在波動。

也就是隨著下游負(fù)載的輕重、環(huán)境溫度的高低、自身發(fā)熱的程度、上游輸入電壓的變化等因素,穩(wěn)壓電源的輸出表1電源欠壓檢測門限電壓值規(guī)劃示范電壓值不是絕對恒定的,而是允許該值在5V上下緩慢變化。例如,型號為MC7805的三端穩(wěn)壓器,廠家允許其合格產(chǎn)品的輸出電壓值在±5%的范圍內(nèi)變化。即規(guī)定輸出電壓值的波動范圍是4.75V~5.25V之間。
(3)為欠壓檢測電路初步規(guī)劃的檢測門限VT的上限值VTMAX,應(yīng)該低于穩(wěn)壓器輸出的下限值VOUTMIN,以便及時(shí)預(yù)警電源電壓跌落的前兆。
(4)為欠壓檢測電路初步規(guī)劃的檢測門限VT的下限值VTMIN,應(yīng)該高于單片機(jī)維持正常工作的電壓下限僮VCCMIN,并且拉開一點(diǎn)距離(即保留一點(diǎn)裕量)就更好,以便給單片機(jī)在退出運(yùn)行之前進(jìn)行現(xiàn)場保護(hù)留出一定時(shí)間。
(5)在經(jīng)過上述對檢測門限VT初步規(guī)劃的前提下,到市場有供應(yīng)的產(chǎn)品陣列中去挑選一種具體型號。對于一個(gè)具體型號的電壓檢測器產(chǎn)品,其門限電壓VT往往是很精確的、回差電壓的寬度往往是比較窄的,Vhys值一般設(shè)定在0.2V或0.3V左右。例如,型號為ADM810M的一種電壓檢測器,其門限電壓VT=4.375V、回差電壓Vhys=0.25V。

一種具體的欠壓檢測門限值的設(shè)計(jì)舉例,如下表所示。這里以一種具體型號的單片機(jī)、一種具體型號的三端穩(wěn)壓器和一種具體型號的三腳電壓檢測器為示范,來進(jìn)行舉例說明。可以把該表與下圖進(jìn)行對比觀察。

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