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由LTC1541等构成的过电压检测电路图
来源: 电子市场   时间: 2008-2-22 5:12:21    

  如图是由LTC1541等构成的过电压检测电路。该电路可用于任何电源电路中对过电压进行检测,检测电压范围从3V到几百伏。该电路还能进行过电压锁定检测,能检测到3Oμs的瞬态过电压尖峰脉冲。在正常电压情况下,电路消耗的电流低于25μA,因此,它是用于电池供电系统中监视过电压的理想电路。
   
  电路中采用的LTC1541是一种片内有微功耗比较器A1、运算放大器A2、1.2OV参考电压UREF的集成电路,需要的最大电流为13μA。由μA2、VT1和VT2可构成精密的电流源,当R5=1.1MΩ,R6=1OOkΩ时,A2置于R11上1OOmV的额定电压降,这样有1mA的电流经VD7流通。若VD7采用的是一种低电流的发光二极管,则1mA的电流足能使其有效发光。
   
  无过电压时,A1输出低电平,VD6将VT1的基极电压钳位于0.6V,便电流源截止。R1和R2决定过电压值。当R2上的电压超过1.2OV参考电压时,A1输出高电平,VD6反偏置而截止,电流源导通便VD7发光显示。同时,VD5正偏置而导通,它将A1的同相输入端电压拉向高电平。其后,即使R2上的电压降下降到1.2OV,电路进入锁定状态,A1输出仍然为高电平。当不接入输入电压或S1闭合时,电路复位。

LTC1541电压检测电路图



  在正常电压情况下,且VD6对VT1,基极钳位时,A2输出朝向高电平,极力使VT1导通。因此,对于R10需要较大的电阻值使A2输出电流最小,这就意味着,VT1的基极仅可得到几微安的电流。电流的大小取决于选用的晶体管。当VT1的基极电流低到1.5μA时,VT1和VT2选用电流放大倍数较高的ZTX458晶体管,使其足以将1mA从电流供给VD7。
   
  由VD1~VD4和R7~R9组成的电路是在过载保护情况下为LTCl541供电的电路。VD3可用于防止过大负向输入电压,在该电路中选用耐压为600V的1N4005二极管,可承受有效值为240V的电压;VD2用于防止A1输大过高的正向电压。
   
  为了精确的进行电压监视,R1必须接在VD3的阳极,因此需要VD1防止A1输入的过大负向电压。R3应选用较大阻值的电阻,使其足以能够限制VD1和VD2的电流。R4是比较器A1输入的另一个限流电阻,当S1闭合使电路复位时,可防止A1,输出经VD5拉向低电平。
   
  由于A1输入偏置电流非常小,最大只有1nA,因此R3和R4上的电压降可以忽略不计。VD4稳压二极管将LTC1541的正向电源电压稳定于规定值,VD4选用11V的稳压二极管,因此,LTC1541的最大工作电压为12.6V。在确定R7~R9的阻值能承受主要的过电压时,考虑到VD3为半波整流电路,因此,R7上的峰值电压等于1.414xURMS(电压有效值),但电压有效值仅为URMS/2。例如,对于240V的URMS,每个电阻上电压的有效值正好为40V。这样选择3.6kΩ的电阻,每个电阻消耗0.44W的功率,结果在11V稳压二极管VD4消耗的功率为0.12W。
   
  当电路本身过电压时,在每个正半周A2输出瞬时升高到高电平,然后降到所要求适当低的数值对电流源进行调整。通常,这种现象可使R11上产生较大的有效值电压,从而导致VD7流过过大电流及VT2产生过大功耗。在R11两端接入VT3可以解决这个问题,在正常工作时,VT3不会影响电流源。但在过载情况下,VT3,使VT2的集电极电流保持在2mA以下,这样可确保VT2的功耗在ZTX458的1W范围之内。
   
  过电压设定值UT由R1和R2的阻值等决定,即UT=UREF(R1+R2)/R2,R1=R2,(UT-UREF)/VREF°R1和R2的阻值大到能便从输入电压中吸取的电流最小,并在过载时功耗最小。R1、R2和R3的额定电压必须要高于最大输入过电压。若设定的R1=300KΩ,R2=100KΩ,则正常的UT等于4.8V,在输入电压等于4.7V时,电阻吸取的总电流为20.6μA。当输入电压超过4.78V时,过电压电路动作。在过电压状态下,且输入电压为2.94V时,电路的工作电压最低。
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