什么是电压检测器?如何使用电压检测器?
电压检测器是用于监控电源线的电压,当低于或高于设定电压时输出检测信号的IC。还可把电压检测器称为VD(Voltage Detector)、复位IC、监督器等。
基本的电压检测器输入(监控电压)与输出的关系如下所示。
监控电压 | 输出 |
---|---|
释放电压以上 (检测电压+迟滞) |
“H” |
检测电压以下 | “L” |
电压检测器的用途
1、监控电池、电源电压
通过电压检测器对供电线路进行监控。如果电源线电压异常,则向后续的元件输出信号。通过向后续元件传达异常状态,可以进行判断异常状态或使系统停止运行。
此外还用于监控电池的电压。通过用电压检测器检测电池电压下降,可以用于表示系统停止运行或电池电压的下降状态。
2、MCU复位/上电复位(POR:Power On Reset)
为MCU设定了工作电压范围。
用电压检测器进行监控MCU的电源线,当电源线的电压达到工作电压以下时,为了使MCU停止工作而输出复位信号。此外,为了在确保电源线接通后使MCU开始运行,也需要灵活运用电压检测器。
3、电源顺序控制
一部分MCU及模块需要主电源和核心电源等多个电源。根据元件不同规定了各个电源的启动和下降的顺序。用电压检测器进行监控电源线,在某个电源线启动、下降之后,使下一个电源能启动、下降。
由此可以轻松创建电源序列。
电压检测器的工作原理
本节介绍在各种工作状态下电压检测器的内部电路和工作原理。 以电压检测器进行检测时的”L”输出、N沟开漏输出、监控电压=输入电压为例,说明各种工作状态下的原理。
A) 释放状态 (检测电压 < 输入电压)
当输入电压比设定的检测电压高时,通过比较器、反相器使输出驱动器FET成为OFF(Hi-Z)。
因为输出驱动器FET为OFF,RESETB端电压成为上拉电压并输出 "H"。
在释放状态下,因为使电阻R3短路的FET为OFF,检测电压由R1、R2、R3的电阻决定。
A) 检测前状态(=释放状态)
・RESETB端输出“H”⇒释放状态
・用 R1、R2 和 R3 设置检测电压
检测电压 = VREF × (R1+R2+R3) / (R2+R3)
B) 释放状态 → 检测状态
当输入电压下降,达到检测电压以下时,比较器的输出逻辑反相。比较器输出逻辑反相,使得输出驱动器FET为ON,RESETB电压端降低到0V,成为”L”输出。
B) 当VIN下降到检测电压时
・比较器根据R1、R2和R3设置的值进行反相。
→整个电路逻辑反相,RESETB引脚反相为“L”
C) 检测状态 (输入电压 < 检测电压)
在检测状态(输入电压比检测电压低),使电阻R3短路的FET为ON。因为这个FET为ON,释放电压由R1和R2的电阻决定。
因为使电阻R3短路的FET为ON,检测电压与释放电压之间就会出现差值,把这个电压差称为滞后宽度。
C) 检测状态
・RESETB端输出“L”⇒检测状态
・用R1和R2设定释放电压
释放电压 = VREF × (R1+R2) / R2
D) 检测状态 → 释放状态
当输入电压上升,超过了释放电压时,比较器的逻辑反相,输出驱动器FET为OFF。
因为输出驱动器FET为OFF,RESETB端电压成为上拉电压并输出 "H"。
D)当VIN上升到释放电压时
・比较器根据R1和R2设定的值进行反相,整个电路的逻辑也反相。
释放电压 = VREF × (R1+R2) / R2
・RESETB端输出“H”⇒输出上拉电压⇒返回到A的释放状态
审核编辑:刘清
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原文标题:图文并茂!全面梳理电压检测器的定义、使用技巧和工作原理知识点
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