【導(dǎo)讀】電路在電壓掉電時處于不穩(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會發(fā)出刺耳的爆破音。
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電路在電壓掉電時處于不穩(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,輸出一個信號來觸發(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電壓掉電監(jiān)測電路。
這個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,這個電路會輸出掉電信號給電視機功放芯片的靜音(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,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,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。
3、當(dāng)VCC掉電時,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。下圖畫出了三個放電回路。
放電回路①:當(dāng)VCC降低到9.85V時,電容C1的電壓為充滿電時的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,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放電的時間,也就延長了Q2持續(xù)拉低的時間,最終延長了電路輸出掉電信號的持續(xù)時間。
四、兩道思考題
俗話說,光說不練假把式!咱們來思考兩個問題。
1、Q2的b極需要加對地電阻嗎?
有人會說,Q1不導(dǎo)通時,Q2的b極是浮空的。為解決浮空的問題,應(yīng)該對地接一個電阻,比如100K歐姆的,以固定Q2的b極電平,防止Q2受到干擾而錯誤導(dǎo)通。
請思考一下,再往下看。
實際上這已經(jīng)是成熟且經(jīng)過量產(chǎn)驗證的電路,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)。消費類電子產(chǎn)品的成本控制非常重要,這個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,容易受到電磁干擾。此時Q2的b極浮空,可能會受到干擾而導(dǎo)致誤觸發(fā),這時候可以增加對地電阻。
2、VCC上電穩(wěn)定在12V時,電容C1充滿電后的電壓真的是10.55V嗎?
答案是否定的。可以先思考一下再往下看。
上面在講解的時候,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,實際上這不是一個恒定的值。
看下二極管D1的數(shù)據(jù)手冊是怎么說的。
橫坐標(biāo)是正向?qū)妷篤F,縱坐標(biāo)是正向?qū)娏鱅F。
重點看紅色圓圈部分。
這個電壓掉電監(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,二極管D1的正向?qū)妷杭s為0.7V,直到電容C1充電到10.55V。
此時電容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?,充電電流越來越小,直到充電電流?。
最終電容C1可以充到大約11.05V,此時二極管D1兩端的電壓差約為11.25-11.05=0.2V,二極管沒有電流通過。
講解完畢,讓我們一起勤學(xué)多練多思考。
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