BUCK型DC-DC变换器保护电路设计：欠压与过压保护

"具有迟滞效应的欠压保护电路-mt25qu02gcbb" 在开关电源设计中，保护电路是至关重要的一个环节，确保电源在各种条件下都能稳定且安全地运行。欠压保护（Under Voltage Protection, UVP）电路是保护电路的一个组成部分，主要用于防止电源在输入电压过低时继续工作，从而避免损坏电路或影响系统性能。本文将深入探讨具有迟滞效应的欠压保护电路。 如标题所示，该电路利用迟滞效应来提高保护的稳定性。迟滞效应是指电路在电压跨越特定阈值时，其反应不是单一的，而是存在一个区间，即在低于阈值电压时关闭，在高于阈值电压时开启，这种特性减少了由于电压波动导致的频繁开关动作，提高了系统的稳定性。 在图2.5所示的电路中，输出信号OUTPUT作为反馈控制信号，通过NMOS管MN1的导通和关断状态来调节阈值电压。当输入电压VIN低于参考电压VREF时，OUTPUT变为低电平，MN1关断，此时阈值电压VTH1等于VREF（公式2.9）。相反，当VIN高于VREF时，OUTPUT为高电平，MN1导通，阈值电压VTH2会增加（公式2.10）。由于MN1的导通电阻远小于电阻R3，所以可以忽略MN1的导通阻抗。 迟滞效应的产生是通过合理设定电阻R1、R2、R3和参考电压VREF的值来实现的。当输入电压VIN在VTH1和VTH2之间变化时，电路不会立即切换状态，这样就避免了因电压微小波动而产生的误操作，增强了保护的可靠性。 在实际应用中，如刘宇星在其硕士学位论文中提到的Buck型DC-DC变换器，保护电路是必不可少的。这类变换器常用于分布式系统、网络通信设备、绿色电气设备和笔记本电脑等。保护电路包括欠压保护和过压保护两部分。欠压保护电路在输入电压低于设定值时关闭芯片，防止异常工作，同时具有迟滞效应以防止误关断。过压保护电路则监控输出电压，当电压过高时，迅速降低输出，保护负载免受损害。在设计中，还引入了适当的响应延时，以减少电压毛刺引起的误触发。 该论文中提到的保护电路是基于0.6um HV-BCD工艺设计的，适用于4.75V至23V的宽输入电压范围，采用电流控制模式，工作频率为340kHz。内部稳压接口电路用于电平转换，满足低压控制需求和保护电路设计要求。过压保护电路通过设置延时电路，有效解决了电压毛刺问题。 具有迟滞效应的欠压保护电路是开关电源中确保系统稳定性和可靠性的关键组件。通过精确的电路设计和参数选择，可以实现高效、安全的电源管理，防止因电压异常而导致的设备故障。