欠压与过压检测器MC3425的应用

欠压与过压检测器MC3425的应用  

摘要：介绍欠压、过压检测器MC3425的性能及其在欠压、过压检测电路的典型应用。

关键词：欠压；过压；检测器；应用

Application of Under- voltage and Overvoltage Detector MC3425

LIN Zhan- jiang, LIN Peng 

Abstract:The performance of under- voltage and overvoltage detector MC3425,and its typical application in the under- voltage,overvoltage detection circuit are introduced.

Keywords:Under voltage; Overvoltage; Detector; Application

1  引言

    无论是在以微处理器（MPU）或单片机（MCU）为基础的系统，还是在各类电子仪器仪表，家用电器产品中，欠压、过压检测器主要用来监视系统的供电电压。当供电电压过低或过高时，均输出一个控制信号以启动相关保护电路。避免系统部件产生损坏，确保其正常运行。

    MC3425是个兼备欠压和过压两种检测功能的电源监测器，它由欠压检测和过压检测两个基本上独立的通道组成。欠压和过压控制输出的延迟时间可单独调整。欠压检测通道的输入比较器具有滞环特性，滞环的大小可由外部调整，它的控制输出采用三极管集电级开路（即OC）输出方式。过压检测通道的控制输出脚具有较大的电流输出能力，可直接驱动晶闸管。

2  MC3425引脚图与主要特性

    MC3425的引脚图如图1所示。

图1  MC3425引脚图

    MC3425的主要特性如下：

    1）具有欠压检测和过压检测两个功能；

    2）欠压检测比较器的滞环大小可外部调整；

    3）片内具有2.5V基准电压；

    4）过压控制输出驱动能力可达300mA；

    5）欠压指示输出驱动能力可达30mA；

    6）欠压和过压控制输出的延迟时间可单独调整；

    7）工作电压范围：VCC=4.5～40V；

    8）工作环境温度：TA=0～＋70℃。

3  基本结构与工作原理

    MC3425的结构框图如图2所示，框图中的上半部分为过压检测通道，下半部分为欠压检测通道。过压检测通道的输入比较器和输出比较器的反相输入端接内部2.5V基准电压。过压输入比较器的同相输入端（脚3）通过外接分压电阻与被监视的供电电压相连。当被监视的供电电压（以下简称供电电压）小于陷阱电压值时，过压检测通道的输入比较器输出为低电平，它经过反相器进行倒相整形后为一高电平，使后面的三极管饱和导通，该三极管饱和导通将引起它后面的输出比较器的输出为低电平，因此，过压控制输出脚（脚1）无电流输出。当供电电压大于陷阱电压值时，过压检测通道的输入比较器输出为高电平，该输出经反相器进行倒相整形后为一低电平，使后面的三极管截止。该三极管截止时，过压检测通道的内部200μA恒流源向脚2的外接电容（接脚2与脚7间）充电，当该电容上的电压大于内部基准电压2.5V时，它后面的输出比较器输出为高电平，故过压控制输出脚（脚1）有电流输出，该输出可直接触发外接晶闸管动作。脚2对脚7所接电容大小决定了从过压发生（并维持过压状态）到脚1有控制电流输出的延迟时间（以下简称过压延迟时间）的长短。延迟时间tDLY与延迟电容CDLY的关系如图3所示。

图2  MC3425结构框图

图3  延迟时间tDLY与电容CDLY的关系

    其计算公式为

    tDLY===12500CDLY（1）

式中：Vref是内部基准电压。

    欠压检测通道的工作原理同过压检测通道的工作原理类似，不再重述。

    下面仅说明欠压检测通道是如何实现滞环检测功能的。如图2所示，欠压检测输入比较器的输出端经过电阻、二极管和三极管与该比较器的反相输入端（脚4）相连，当输入比较器输出为低电平时，反馈三极管截止，脚4的电压仅取决于外接分压电阻和被监视的供电电压。当脚4的电压低于2.5V时，欠压检测通道的输入比较器的输出为高电平，该输出通过反馈三极管作用到输入比较器的反相输入端，使反馈三极管从脚4吸收电流IH（IH=12.5μA），从而得到作用于脚4的VH（称滞环作用电压），其计算公式为

     VH=12.5·10－6·RH   (V)   （2）

式中：RH为脚4的外接电阻。

    欠压输出部分的工作过程与过压输出部分的工作过程一样。

4  应用示例

    图4为具有一定延迟时间的过压保护和欠压指示电路，它的工作过程同3中阐述过的MC3425的工作过程相类似。

图4  具有过压保护和欠压指示功能的电源监视电路

    其中

    VH=IH

    VO(trip)=2.5V×

5  结语

    MC3425芯片是欠压、过压检测器的专用器件，在使用该器件时，有些因素要重点加以考虑，如：延迟时间tDLY与延迟电容CDLY的线性关系，驱动输出端和指示输出端的饱和压降随输出峰值电流的变化及供电电流随供电电压的变化等。以上因素如有明显变化，将降低电路的技术指标，必须采取有效措施加以消除。