欠壓與過(guò)壓檢測(cè)器MC3425的應(yīng)用

摘要：介紹欠壓、過(guò)壓檢測(cè)器MC3425的性能及其在欠壓、過(guò)壓檢測(cè)電路的典型應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：欠壓；過(guò)壓；檢測(cè)器；應(yīng)用

Application of Under- voltage and Overvoltage Detector MC3425

LIN Zhan- jiang, LIN Peng

Abstract:The performance of under- voltage and overvoltage detector MC3425,and its typical application in the under- voltage,overvoltage detection circuit are introduced.

Keywords:Under voltage; Overvoltage; Detector; Application

1 引言

無(wú)論是在以微處理器（MPU）或單片機(jī)（MCU）為基礎(chǔ)的系統(tǒng)，還是在各類電子儀器儀表，家用電器產(chǎn)品中，欠壓、過(guò)壓檢測(cè)器主要用來(lái)監(jiān)視系統(tǒng)的供電電壓。當(dāng)供電電壓過(guò)低或過(guò)高時(shí)，均輸出一個(gè)控制信號(hào)以啟動(dòng)相關(guān)保護(hù)電路。避免系統(tǒng)部件產(chǎn)生損壞，確保其正常運(yùn)行。

MC3425是個(gè)兼?zhèn)淝穳汉瓦^(guò)壓兩種檢測(cè)功能的電源監(jiān)測(cè)器，它由欠壓檢測(cè)和過(guò)壓檢測(cè)兩個(gè)基本上獨(dú)立的通道組成。欠壓和過(guò)壓控制輸出的延遲時(shí)間可單獨(dú)調(diào)整。欠壓檢測(cè)通道的輸入比較器具有滯環(huán)特性，滯環(huán)的大小可由外部調(diào)整，它的控制輸出采用三極管集電級(jí)開(kāi)路（即OC）輸出方式。過(guò)壓檢測(cè)通道的控制輸出腳具有較大的電流輸出能力，可直接驅(qū)動(dòng)晶閘管。

2 MC3425引腳圖與主要特性

MC3425的引腳圖如圖1所示。

圖1 MC3425引腳圖

MC3425的主要特性如下：

1）具有欠壓檢測(cè)和過(guò)壓檢測(cè)兩個(gè)功能；

2）欠壓檢測(cè)比較器的滯環(huán)大小可外部調(diào)整；

3）片內(nèi)具有2.5V基準(zhǔn)電壓；

4）過(guò)壓控制輸出驅(qū)動(dòng)能力可達(dá)300mA；

5）欠壓指示輸出驅(qū)動(dòng)能力可達(dá)30mA；

6）欠壓和過(guò)壓控制輸出的延遲時(shí)間可單獨(dú)調(diào)整；

7）工作電壓范圍：VCC=4.5～40V；

8）工作環(huán)境溫度：TA=0～＋70℃。

3 基本結(jié)構(gòu)與工作原理

MC3425的結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示，框圖中的上半部分為過(guò)壓檢測(cè)通道，下半部分為欠壓檢測(cè)通道。過(guò)壓檢測(cè)通道的輸入比較器和輸出比較器的反相輸入端接內(nèi)部2.5V基準(zhǔn)電壓。過(guò)壓輸入比較器的同相輸入端（腳3）通過(guò)外接分壓電阻與被監(jiān)視的供電電壓相連。當(dāng)被監(jiān)視的供電電壓（以下簡(jiǎn)稱供電電壓）小于陷阱電壓值時(shí)，過(guò)壓檢測(cè)通道的輸入比較器輸出為低電平，它經(jīng)過(guò)反相器進(jìn)行倒相整形后為一高電平，使后面的三極管飽和導(dǎo)通，該三極管飽和導(dǎo)通將引起它后面的輸出比較器的輸出為低電平，因此，過(guò)壓控制輸出腳（腳1）無(wú)電流輸出。當(dāng)供電電壓大于陷阱電壓值時(shí)，過(guò)壓檢測(cè)通道的輸入比較器輸出為高電平，該輸出經(jīng)反相器進(jìn)行倒相整形后為一低電平，使后面的三極管截止。該三極管截止時(shí)，過(guò)壓檢測(cè)通道的內(nèi)部200μA恒流源向腳2的外接電容（接腳2與腳7間）充電，當(dāng)該電容上的電壓大于內(nèi)部基準(zhǔn)電壓2.5V時(shí)，它后面的輸出比較器輸出為高電平，故過(guò)壓控制輸出腳（腳1）有電流輸出，該輸出可直接觸發(fā)外接晶閘管動(dòng)作。腳2對(duì)腳7所接電容大小決定了從過(guò)壓發(fā)生（并維持過(guò)壓狀態(tài)）到腳1有控制電流輸出的延遲時(shí)間（以下簡(jiǎn)稱過(guò)壓延遲時(shí)間）的長(zhǎng)短。延遲時(shí)間tDLY與延遲電容CDLY的關(guān)系如圖3所示。

圖2 MC3425結(jié)構(gòu)框圖

圖3 延遲時(shí)間tDLY與電容CDLY的關(guān)系

其計(jì)算公式為

tDLY===12500CDLY（1）

式中：Vref是內(nèi)部基準(zhǔn)電壓。

欠壓檢測(cè)通道的工作原理同過(guò)壓檢測(cè)通道的工作原理類似，不再重述。

下面僅說(shuō)明欠壓檢測(cè)通道是如何實(shí)現(xiàn)滯環(huán)檢測(cè)功能的。如圖2所示，欠壓檢測(cè)輸入比較器的輸出端經(jīng)過(guò)電阻、二極管和三極管與該比較器的反相輸入端（腳4）相連，當(dāng)輸入比較器輸出為低電平時(shí)，反饋三極管截止，腳4的電壓僅取決于外接分壓電阻和被監(jiān)視的供電電壓。當(dāng)腳4的電壓低于2.5V時(shí)，欠壓檢測(cè)通道的輸入比較器的輸出為高電平，該輸出通過(guò)反饋三極管作用到輸入比較器的反相輸入端，使反饋三極管從腳4吸收電流IH（IH=12.5μA），從而得到作用于腳4的VH（稱滯環(huán)作用電壓），其計(jì)算公式為

VH=12.5·10－6·RH (V) （2）

式中：RH為腳4的外接電阻。

欠壓輸出部分的工作過(guò)程與過(guò)壓輸出部分的工作過(guò)程一樣。

4 應(yīng)用示例

圖4為具有一定延遲時(shí)間的過(guò)壓保護(hù)和欠壓指示電路，它的工作過(guò)程同3中闡述過(guò)的MC3425的工作過(guò)程相類似。

圖4 具有過(guò)壓保護(hù)和欠壓指示功能的電源監(jiān)視電路

其中

VH=IH

VO(trip)=2.5V×

5 結(jié)語(yǔ)

MC3425芯片是欠壓、過(guò)壓檢測(cè)器的專用器件，在使用該器件時(shí)，有些因素要重點(diǎn)加以考慮，如：延遲時(shí)間tDLY與延遲電容CDLY的線性關(guān)系，驅(qū)動(dòng)輸出端和指示輸出端的飽和壓降隨輸出峰值電流的變化及供電電流隨供電電壓的變化等。以上因素如有明顯變化，將降低電路的技術(shù)指標(biāo)，必須采取有效措施加以消除。