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电池电压检测器及其应用来源于瑞达科技网 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
作者:佚名 文章来源:网络 点击数 更新时间:2011/1/25 文章录入:瑞达 责任编辑:瑞达科技 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
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---- 该器件主要特点有:阈值电压可根据不同情况进行设定;电压阈值精度高,典型值±2%;上电复位时间(最小值为700ms);有手动复位功能;工作电流极低,典型值为2μA;输出电压能高于VDD(最大值为7V);工作电压VDD为1.5V~5.5V;可免除暂短的电源瞬变干扰;工作温度范围-40~+85℃;8引脚小尺寸MSOP封装。 管脚排列与功能 ---- MIC2755的管脚排列如图1所示。各管脚功能如表1所示。
内部结构及时序 ---- MIC2755的内部结构框图如图2所示。它由多个电压比较器、基准电压源(VREF1及VREF2)、振荡器、逻辑状态电路、驱动器及开漏结构输出等组成。基准电压或基准电压的分压值与电池的分压值作比较,分别检测电池电压良好(VBAT (ok))、电池低电压(VBAT (low))及电池失效(VBAT(dead))电压并输出相应的信号RST、NMI及POF。
---- MIC2755的时序图如图3所示。图中可以看到瞬态电压变化造成的电压尖脉冲虽已超过阈值电压,但并不影响输出状态。图中VMR是手动复位时在RTH(MR)端的电压。在手工复位时,迫使此端为低电平。若其低电平的时间小于tDBNC(最小值为22ms),则无效;只有当低电平时间大于tDBNC时,复位输出端才出现175ms的手工复位低电平信号(tMR)。 ---- 图中较清楚地示出了电池电压VBAT的下降及上升过程及相应输出端的电平变化。 ---- 典型应用电路如图4所示。这是一个电池供电系统,其中IC1为MIC2755、IC2为开关型DC/DC变换器或线性稳压器(带使能端EN或关闭控制端SHDN)、IC3为μP。该电源系统由4.2V锂离子电池供电,经降压式DC/DC变换器或线性低压差(LDO)稳压器稳压后输出3.0电压,供μC或μP及其它电路供电(其它电路在图中未示出)。电池良好电压VBAT(ok)的阈值电压设为3.6V、电池低电压VBAT(low)的阈值电压设为3.1V、电池的失效电压VBAT(dead)的阈值电压设为2.9V。阈值由R1、R2组成的分压器及R3、R4、R5组成的分压器来设定。
---- 由MIC2755来检测电池的电压,上电后电池电压良好,RST输出上电复位信号,使系统正常运作;当检测到电池低电压时,NMI发出中断信号(说明电池已到终止放电,应对电池充电或更换);当检测到电池失效电压时,POF端输出低电平去关闭电源,使整个系统停止工作。图中SW为手动复位按钮。R6~R8为上拉电阻。 ---- 设定阈值电压的R1~R5的计算 ---- R1~R5的阻值可按下公式计算 ---- VBAT(ok)=VREF(R1+R2/R2) (1) ---- VBAT(low)=VREF(R3+R4+R5/R5) (2) ---- VBAT(dead)=VREF(R3+R4+R5/R4+R5) (3) ---- 式中VREF=1.24V。 ---- 计算时,可先设R1+R2=1MΩ,代入(1)式可求出R2,然后用R1+R2=1MΩ求出R1。 ---- 在计算R3~R5时,可先设R3+R4+R5=1MΩ,代入(2)式可求出R5,将求出R5代入(3)式中求出R4,最后按R3=1MΩ-R4-R5求得R3。 ---- 例如,VBAT(ok)=3.6V,设R1+R2=1MΩ,则由(1)式得 ---- 3.6V=1.24V(1M Ω/R2) ---- 得R2=344kΩ,R1=1M-344k=656kΩ ---- 设VBAT(low)=3.1V,R3+R4+R5=1MΩ ---- 代入(2)式 ---- 3.1V=1.24V(1M Ω/R5) ---- 则R5=400kΩ, ---- 设VBAT(dead)=2.9V,代入 (3)式 ---- 2.9V=1.24V(1M/R4+400k Ω) ---- 得R4=27.58kΩ(取27kΩ),则R3=1MΩ-400kΩ-27kΩ=573kΩ。 ---- 一种由1节锂离子电池供电,采用MIC3172回扫式DC/DC变换器稳压输出3.3V电压,由MIC2755对电池电压进行检测组成电池供电系统,如图5所示。
---- VBAT(ok)、VBAT(low)及VBAT(dead)的设定与上例相同,其有关电阻的计算也相同。
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