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[分享] 电压管理

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纯净的硅(中级)

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发表于 2010-3-3 10:27:02 | 显示全部楼层 |阅读模式
一般的电源管理里面都会细分过压和欠压,这是因为电池有高电量和低电量状态,加上汽车电池的情况比较特殊,从9~16V是必须工作的状态,6~9V和16~18V都属于部分工作的状态,因此非常有必要把这个电源策略详细的叙述一下。
欠压:6V~7.5V左右的范围,具体的数值是可以根据模块和车厂设计人员定的,下面的分析我们可以知道这个细致过程。
过压:16V~17.5V左右的范围,和上面一样。
实际为了保证模块不至于频繁的切换工作模式,一般都需要把管理策略做成滞回曲线。如下图所示:



通过这种设计可以稳定模块的工作状态,使模块能够稳定的工作,如果滞回区间过小,会导致模块频繁的切换模式关闭负载,影响了正常的工作。
下面叙述一下,如何设计界限。首先需要明白的一点的是,对于软件人员或者是模块而言,不论测量电路是否存在误差,模块设定好的欠压上下边界,过压上下边界是一个数,是确定好的,无法更改。
好,一般的检测电压的电路已经在前面的 分析过程中提到了。
简介如何计算电路极值和电路统计分析
http://blog.ednchina.com/yulzhu/255259/message.aspx

我们假设测量误差是定的8%,电阻分压也用最简单的150KOhms,50KOhms。

如 上面分析,如果实际电压为9V,那么AD采集到的数据424~496之间,因此只能把采到424作为最初的边沿,否则大于424的阈值都有可能把原本好好 的9V电压识别成非正常的状态。实际电压为18V,那么AD采集到的数据753~883之间,因此只能把采到883作为最初的边沿,否则小于883的阈值 都有可能把原本好好的16V电压识别成非正常的状态。
然后选择了这个阈值,实际可能的电压为多少呢,424对应 7.675~9.01V之间。883对应15.984~18.764之间。也即是说7.675也可能让我们的单片机认为是9V,18.764V也可能让单 片机认为是16V。所以误差带来的是不可避免的增加电压应力的需求。
如图:

如果把滞回的0.5V加上去,实际的情况为
欠压下边界7.241V,上边界7.657V,实际AD数值上边界423和下边界400.
过压上边界19.38V,下边界18.764V,实际AD数值为下边界883和上边界912。

以上这中情况只是如下图所示,仅仅有一点间隙。因此实际在设计中,可能进一步下调和上升设置值,具体的不再详细计算,有兴趣的可以按照上面的过程详细做一次。
此帖出自模拟电子论坛

电源管理.doc

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纯净的硅(中级)

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 楼主| 发表于 2010-3-3 10:28:16 | 显示全部楼层

硬件电压管理

过压和欠压检测电路-定性分析
下面介绍一个隔离式的过压和欠压电路:
电路图如下:

我们的门限结构如图:

输入电压在正常范围内的分析:
因为在正常范围内,因此输出为高电平,导致光耦截至,但是仍存在一定的电流灌入门限电路和U2的输入电路。
看下图:

输入电压不在正常范围内的分析:
由于电压偏高或者偏低,都导致输出为低电平,因此导致了门限电流流出,和输入电压的流出

我们可以列出表格:

可以等效成以下模型

特别的电压关系如下:

图见附件

过压和欠压-定性分析.doc

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纯净的硅(中级)

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 楼主| 发表于 2010-3-3 10:30:56 | 显示全部楼层

过压和欠压检测电路-数值验证

过压和欠压检测电路-数值验证
承接这篇文章的分析
过压和欠压检测电路-定性分析
来看一下分析过程:
首先根据上面的模型分析:

计算过程如下:


输入电压不在正常范围内的分析:
由于电压偏高或者偏低,都导致输出为低电平,因此导致了门限电流流出,和输入电压的流出

计算过程如下:


我们把所有的线集中于一张图上看:

我们可以把上面的东西等效成一组迟滞回线:
正常=》高电压  2.713V
高电压=》正常  2.694V
低电压=》正常    0.907V
正常=》低电压   0.84V

过压和欠压检测电路.doc

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纯净的硅(中级)

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 楼主| 发表于 2010-3-3 10:32:42 | 显示全部楼层

另外一个欠压电路

深入分析另外一个欠压电路

深入分析欠压电路.doc

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纯净的硅(初级)

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发表于 2010-3-3 12:46:14 | 显示全部楼层
楼主辛苦了................
不断地学习,才会有创新!
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