电压管理

yulzhu

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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。

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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

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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