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时间:2018-01-12
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1、提到电压检测芯片,恐怕只有TL-431谈得上众所周知了,多年以来该芯片在各种稳压器,电池检测和保护电路,通讯设备,电脑电源,以及小型开关电源SMPS(SwitchModePowerSupply)上都是不可或缺的一个组成部件,并且各大半导体公司都有兼容型号IC供应,但是随着新型产品的供电电压逐步下降和工作电流逐步提升,其内部能隙基准电压源电路输出的参考电压约达2.5V的缺点越来越明显,例如,TL431无法在1.8V甚至2.5V供电电压的电路中使用,又例如,在输出电流超过2A的限流型SMPS中,用于限流的电流检测电阻功耗将高达5W,完全无法实用。因此,笔者在此介绍
2、一款可替代的新型IC-PT7M610X,该系列IC设计用于过电流保护,过温保护,新型电源以及电压检测电路等,其检测输入端IN具有较高的输入阻抗,使得外部配用的检测电阻可采用较大阻值,工作电压范围达0.9V-5.5V,而无负载时仅消耗小于20uA的电流,其输出端驱动电流可达数毫安。该IC包括一系列型号:可选SC-70/SOT23-5/TO-94封装(分别带A/B/C后缀),可选输出高有效/低有效或者开漏极输出(带CL/CH/NC后缀),可选内部稳压基准为100mV/200mV(PT7M6101/6102),林林总总不下十余款,总之务求配合外部各种要求。鉴于系列型
3、号众多,故此笔者在此以其中一款典型型号PT7M6101NLN为例介绍一下其内部结构和典型应用。PT7M6101CHN采用TO-94封装(关于该封装的描述请参见本刊2006-10期相关文章),该IC共有四条引脚,采用低有效的开漏极输出方式,即平时其输出端为高阻态,输出有效时为低电平。其封装形式见图一,内部电路框图见图二。 (图一) (图二)由图二可见,该IC其实就是一个带高精度100mV参考电压的低漂移比较器(PT7M6102带的是200mV参考电压),其
4、功能就是监测输入端IN的电压,一旦达到或超过参考电压,输出端立即翻转。值得注意的是,该比较器采用了一些具专利的附加电路以及采用封装前激光校准(Trimming)等工艺以达到低电压工作和低输入漂移的要求,在Vcc=1.1V-3.3V,工作温度-40℃~+85℃时其基准电压漂移极限值<3%。而内建的100/200mV基准电压源具有一定回差,具体来讲,对于PT7M6101这个电压范围是90-100mV,对于PT7M6102则是190-200mV,这样选用PT7M6102时可以有更窄的回差。下面我们来看看一些应用电路。图三是一个采用PT7M6101的典型电流检测电路,
5、一般的充电电路采用TL431或者MCU的输入端配合检测取样电阻来检测充电电流或者采用外接/内接的ADC取样,TL431的参考电压为2.5V,普通MCU引脚的翻转电压至少0.7V,导致检测电阻上功率消耗太大(例如对于2A电流的检测,MCU配套电阻最少消耗1.5W),而采用PT7M6101的话,同样用于检测2A的负载电流,检测电阻上的功耗不过0.2W,可以采用普通1/4W电阻,并且因此能有效降低系统的温升,提高系统效率。而且性能卓越,电路简洁,此外,PT7M6101具有10mV回差电压,不需要额外的回差控制电路,就能有效避免系统频繁翻转甚至自激。我们再来看看用PT
6、7M610X组成的一些简单有效的应用电路,图四是已被大量生产的某款温度检测电路,用于家用电热器具的过温保护(当然也可以用作简单的加热器控制),其中NTC采用R25=500K的热敏电阻,电阻值变化范围大,可实现较高的检测精度,D1/C1配合R1降压提供比较稳定的供电电源供U1及其他电路使用,而NTC与R2串连提供检测电压,当发热体温度升高时,紧贴发热头安装的NTC阻值变小,使U2的3脚电压上升,当温度上升使之超过参考电压(对6102而言为200mV),U1输出高电平使单向可控硅SCR导通,瞬间短路L/N两端使保险丝烧断,从而保护系统温度不致过高产生危险。上述电路
7、是作为一个附加的保护电路设计的,即正常情况下电路不能动作,U1采用输出高有效的形式,如果要改为用作简单高效的加热或恒温控制的话,可以将发热丝串在SCR上部A极,NTC与R2互换即可。作为一个工作电压低至0.9V,具有0.1V/0.2V可选的较低而又极精确的参考电压的集成电路,该IC可以有很多意想不到的用途。譬如,用作电池过放电保护电路,采用SC-70或者SOT23-5封装,甚至可以连同配用的MOSFET一起装入电池组件内。这种应用方法可以适用于对任何种类电池的保护(Ni-MH、Ni-CD、或Li+电池,即使低至仅采用一节电池的电路),或者,也可以单独采用PT7
8、M610X作为一个可靠的高精度电压监测
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