欠压保护电路的少许改进方案

 

　　仔细分析一款简单的欠压保护电路发现它并不能实现欠压保护功能，需要进行改进，改进后的电路比原电路使用的l1个元件数量还要少。

　　此电路之所以能实现欠压保护，是基于这样的分析：电压正常时’b点和a点电压均较高，单向可控硅被触发导通，三极管Ql导通，电路输出端有电压输出;当输入电压降低到一定程度时，b点和a点电压随之降低，可控硅关断.QI截止，切断对负载的供电，实现欠压保护。这种分析的问题在于，单向可控硅一旦被触发导通，触发极即失去控制作用.即便触发极电压降低或为O都不能使单向可控硅由导通变为截止。也就是说，电压降低时并不能通过可控硅关断输出电压，实现欠压保护。既然如此，原文电路就应该进行改进，按照原文设计思路，采用继电器K的常开触点作控制开关，取代原电路的开关管Ql，用集成电路TL43I作欠压保护的启动元件，改进电路见下左图。电路中使用的被称作基准稳压源芯片的元件，型号是TLA31，由于其属于集成电路类元件，所以下左图中标注为IC;图形符号见下右图;采用T092封装，与9013三极管相似。从内部结构框图可见，TLA31由电压比较器、输出晶体管、2.5V精密基准电压源等组成。接入电路时lC的阴极K接直流电源的正端，阳极A接负端。由资料可知，由于放大器的放大倍数很大，片内的放大器实际是一个电压比较器.这个比较器的负输入端接有2.5V精密基准电压源，正输入端连接IC的参考端R.当R端电位高于负端的2.5V基准电压时，比较器输出端为高电平，输出晶体管导通，阴极K和阳极A间有电流流过。

　　当R端电位低于负端的2.5V基准电压时，比较器输出端为低电平，输出晶体管截lE，阴极K和阳极A间的电流很小.只有维持建立2,5V基准电压的一个小于ImA的电流。下左图的欠压保护电路就是基于TIA31这样的特性丁作的。

　　根据欠压保护的要求，设定好欠压保护的动作阈值VTH.由电阻Rl和R2对VTH分压，使R2上分得的电压值刚好等于2,5V.电路设计就完成。因为TLA31参考R端的输入电流仅有2μA.所以该电流对分压电路几乎不产生影响。例如，欠压保护的期望动作阈值，VTH是15V，可选Rl为12kΩ电阻，R2为2.4kn电阻，这样，R2上的分压值VR2=VTH[R2/(RI+R2)1_15V(2.4k/14.4k)=2.5V.

　　当电源电压大于15V时.R2上分得的电压VR2大于2.5V，由下右图可见，电压比较器的输出端为高电平，输出晶体管导通，下左图中的继电器K的线圈有足够大的驱动电流，其触点闭合，输出端由电源供应。当电源电压低于15V时.R2上分得的电压VR2小于2.5V，电压比较器的输出端为低电平，输出晶体管截止，下左图中继电器K线圈的电流骤减，不足以维持其吸合，所以触点断开，实现了欠压保护。

　　TLA31允许通过的最大电流是lOOmA.最高工作电压为37V，可以满足大部分中小型继电器的驱动要求。继电器线圈额定电压的选择，应考虑TIA31导通时有大约2.5V的压降，各种电磁继电器可靠吸合动作电压为额定电压的80%_110%。