怎么分析这个过流保护设计？

普拉卡图

怎么分析这个过流保护设计？ [复制链接]

 

 

图片描述：

上图为过流保护设计。分为3个部分。

1.电流经过IV转化之后进入比较器反相端，当过流时，比较器输出低电平（过流保护信号）。

2.模拟开关U16是当4脚EN为高，1脚和2脚导通，过流保护信号给到后面的锁存器U15进行处理。

3.锁存器对过流保护信号进行锁存。

 

我的问题：

1.图中为什么要加模拟开关这一路设计?信号直接到锁存器不好吗？这一路这么感觉有点多余？有什么作用吗？

2.能否帮忙看看我对后面这个锁存器的理解是否正确。

 

关于锁存器我的分析：

1.图中LE上拉，OE下拉，此时对应真值表第1,2行，常态下相当于D和Q直通。

2.当有低电平进入D，Q也为低电平然后通过D15二极管将LE钳位拉低，

此时对应真值表第3行，输出也只由锁存时的Q0决定，也就是低电平，无论输入D怎么变，输出都会保持低电平。

不知道是不是这么分析？

 

 

 

 

普拉卡图

关于问题1，有必要说明一下应用场景，此电流检测是检测电机电流。上电可能会有大电流导致锁存器输出低电平保护信号。所以这路模拟开关可能是防止上电误触发过流保护。但是不太了解这个原理是什么？看着像是通过EN脚的C40充电，要比较器输出的低电平达到一定的时间，C40电压充电到阈值然后才使信号传到后级,起到一个积分的作用？

maychang

【1.图中为什么要加模拟开关这一路设计?信号直接到锁存器不好吗？这一路这么感觉有点多余？有什么作用吗？】

猜测，只是猜测：上电之前3V3_IN为零，C40两端电压为零(因长时间没电)。上电后C40经R47充电，这个时间常数比较大，故上电之后短时间内模拟开关EN端低电平，要过一小段时间才高电平，使能模拟开关。这一小段时间里，即使过流，锁存器也不会锁存。

maychang

普拉卡图 发表于 2022-12-13 13:31 关于问题1，有必要说明一下应用场景，此电流检测是检测电机电流。上电可能会有大电流导致锁存器输出低电平 ...

是这个意思。

不过，用模拟开关加小MOS管再加大电容，就有些浪费了。带允许端(使能端)的比较器或者锁存器芯片很常见。

maychang

【2.能否帮忙看看我对后面这个锁存器的理解是否正确。】

正确。

其实，这就是数字电路中的 “D触发器”，将Q端反馈到LE端，构成锁存器。

普拉卡图

maychang 发表于 2022-12-13 13:55 是这个意思。 不过，用模拟开关加小MOS管再加大电容，就有些浪费了。带允许端(使能端)的比较器或者锁 ...

好的，谢谢老师。

maychang

普拉卡图 发表于 2022-12-13 14:04 好的，谢谢老师。这个有具体型号吗，我想找份规格书看看是怎么一个情况。

你的锁存器型号为SN74LVC1G373，图下面的真值表最左边一列是OE端。真值表中可见：OE端低电平时输出由LE端控制 ”透明“ 或者 ”锁存“，OE端高电平时输出为高阻态。高阻态，如果有上拉电阻，就是高电平，如果有下拉电阻，就是低电平。图中也说明了焊或者不焊R66R68的功能。使用OE端，就可以实现上电后一段时间内过流保护不动作。

maychang

普拉卡图 发表于 2022-12-13 14:04 好的，谢谢老师。

传统的锁存器，有74HC3773、74HC573等，都有LE端和OE端。不过那是供单片机总线锁存地址用的，片内有8路信号。你只用1路，所以用8路的芯片也是浪费。

普拉卡图

maychang 发表于 2022-12-13 14:48

好的，谢谢。

maychang

普拉卡图 发表于 2022-12-13 15:08 好的，谢谢。

若是要简化电路，在比较器芯片上加一些正反馈，就可以实现 ”锁存“，也就是说，未过流时比较器输出某电平(高或者低)，一旦过流，比较器翻转，电流大小回到正常值，比较器输出也不会翻转，仍然保持过流状态。要恢复原状态，必须手动或者用另一个电路使其变成初始未过流状态。这样，就合并了比较器和锁存器的工作。

maychang

普拉卡图 发表于 2022-12-13 15:08 好的，谢谢。

这样的施加了正反馈的比较器，叫施密特电路，也称滞回比较器。

要让这样的比较器在上电之后一段时间内不起作用，当然也可以用个RC充电电路实现。

普拉卡图

maychang 发表于 2022-12-13 15:49

这个设计思路很棒，原来斯密特可以用作比较器+锁存，学习了！

maychang

普拉卡图 发表于 2022-12-13 16:44 这个设计思路很棒，原来斯密特可以用作比较器+锁存，学习了！

其实，这些都是放大器构成的，可以说是放大器的分支。通常讲放大器，是讨论工作于线性状态的放大器。但放大器可以加入正反馈，加入正反馈后可以构成施密特电路(滞回比较器)、振荡器(无稳态电路)、单稳态电路、双稳态电路……你要的，就是个双稳态电路，同时要求上电时处于某个稳态，并且电流达到阈值后立即翻转到另一稳态。