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電源芯片的EN引腳應(yīng)該如何設(shè)計(jì)？

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2023-02-16 06:23:17 829

電機(jī)控制板的24V電源在給電機(jī)供電的同時(shí)也通過(guò)DCDC輸出12V給其他電路供電。在沒(méi)有電池時(shí)，電機(jī)發(fā)電為控制板供電，而電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)并非是勻速的，產(chǎn)生了波動(dòng)較大的電壓，如下圖1所示，黃色線(xiàn)為電機(jī)反向發(fā)電電壓，綠色則為MP2451輸出的電壓。

圖1 電機(jī)發(fā)電曲線(xiàn)和DCDC的輸出曲線(xiàn)

由上圖可以看出，電機(jī)的發(fā)電電壓VIN大概在6.2V時(shí)候就使能了DCDC，遠(yuǎn)小于設(shè)定的12V輸出電壓，使得DCDC內(nèi)部的MOS管由于EN的作用一直在快速的導(dǎo)通和關(guān)閉，形成了一個(gè)噪聲包絡(luò)隨著輸入波動(dòng)的輸出電壓，當(dāng)電機(jī)的發(fā)電電壓大于12V時(shí)，DC/DC才輸出了穩(wěn)定的12V電壓。

這時(shí)候如果使DCDC在電機(jī)輸出電壓穩(wěn)定的時(shí)候，使能EN引腳，那么輸出波形就會(huì)平穩(wěn)，如下圖所示。

圖2 EN使能輸出曲線(xiàn)

如曲線(xiàn)①所示，輸入電壓較低時(shí)就達(dá)到了VEN的使能閾值，使能芯片輸出，此時(shí)輸出受到輸入波動(dòng)的影響且上電緩慢，影響了后級(jí)電路的工作穩(wěn)定性；
如曲線(xiàn)②所示，輸入電壓VIN上升到70%~80%的時(shí)候，VEN才到達(dá)使能閾值，此時(shí)芯片輸出摒除了輸入電源的不穩(wěn)定階段，上電迅速，輸出平穩(wěn)，減小了輸入電壓波動(dòng)的影響；
同時(shí)預(yù)留了20%~30%的余量避免了輸入電源波動(dòng)導(dǎo)致輸出關(guān)閉的問(wèn)題。

由此可知將電源芯片的EN閾值電壓通過(guò)分壓網(wǎng)絡(luò)設(shè)定在70%~80%×VIN是較為合理的，EN閾值可以通過(guò)芯片手冊(cè)查得。如下圖3所示，根據(jù)已知的EN閾值和輸入電壓即可求得合適的分壓電阻比例。

圖3 根據(jù)已知的EN閾值分配網(wǎng)絡(luò)電阻

圖4是調(diào)整后的輸出波形，輸出的電壓波動(dòng)得到了明顯的改善。

圖4 調(diào)整分壓電阻后的電壓波形

因此通過(guò)對(duì)EN的控制，可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，包括合理設(shè)置EN的靜態(tài)工作點(diǎn)，既可以避免在電源電壓不穩(wěn)定階段開(kāi)啟芯片電源供電，又能避免在正常工作時(shí)，電源電壓波動(dòng)引起系統(tǒng)意外掉電。

此外，在EN端加上適當(dāng)?shù)目刂齐娐罚梢苑糯驟N的滯回電壓。滯回電壓就是內(nèi)部通過(guò)一個(gè)滯回比較器使得EN啟動(dòng)電壓和關(guān)斷電壓不是一個(gè)電壓值，如啟動(dòng)電壓VIH=2.5V，關(guān)斷電壓1.8V。這一點(diǎn)對(duì)于電池供電的系統(tǒng)，在電池接近耗盡的時(shí)候，可以避免電路循環(huán)重復(fù)上下電。

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