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电源芯片的EN引脚应该如何设计?

2023-09-20 15:32
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电机控制板的24V电源在给电机供电的同时也通过DCDC输出12V给其他电路供电。在没有电池时,电机发电为控制板供电,而电机的转动并非是匀速的,产生了波动较大的电压,如下图1所示,黄色线为电机反向发电电压,绿色则为MP2451输出的电压。

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图1 电机发电曲线和DCDC的输出曲线由上图可以看出,电机的发电电压VIN大概在6.2V时候就使能了DCDC,远小于设定的12V输出电压,使得DCDC内部的MOS管由于EN的作用一直在快速的导通和关闭,形成了一个噪声包络随着输入波动的输出电压,当电机的发电电压大于12V时,DC/DC才输出了稳定的12V电压。这时候如果使DCDC在电机输出电压稳定的时候,使能EN引脚,那么输出波形就会平稳,如下图所示。

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图2 EN使能输出曲线

  • 如曲线①所示,输入电压较低时就达到了VEN的使能阈值,使能芯片输出,此时输出受到输入波动的影响且上电缓慢,影响了后级电路的工作稳定性;

  • 如曲线②所示,输入电压VIN上升到70%~80%的时候,VEN才到达使能阈值,此时芯片输出摒除了输入电源的不稳定阶段,上电迅速,输出平稳,减小了输入电压波动的影响;

  • 同时预留了20%~30%的余量避免了输入电源波动导致输出关闭的问题。


由此可知将电源芯片的EN阈值电压通过分压网络设定在70%~80%×VIN是较为合理的,EN阈值可以通过芯片手册查得。如下图3所示,根据已知的EN阈值和输入电压即可求得合适的分压电阻比例。

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图3 根据已知的EN阈值分配网络电阻图4是调整后的输出波形,输出的电压波动得到了明显的改善。ec863afb300930d2fb70042560bcca.png图4 调整分压电阻后的电压波形因此通过对EN的控制,可以实现相应的功能,包括合理设置EN的静态工作点,既可以避免在电源电压不稳定阶段开启芯片电源供电,又能避免在正常工作时,电源电压波动引起系统意外掉电。此外,在EN端加上适当的控制电路,可以放大EN的滞回电压。滞回电压就是内部通过一个滞回比较器使得EN启动电压和关断电压不是一个电压值,如启动电压VIH=2.5V,关断电压1.8V。这一点对于电池供电的系统,在电池接近耗尽的时候,可以避免电路循环重复上下电。

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