電壓掉電監(jiān)測電路

電路在電壓掉電時處于不穩(wěn)定狀態(tài)，經(jīng)常需要采取一些應(yīng)對措施。比如音響，內(nèi)部的音頻功率放大電路，在被突然拔掉電源時會發(fā)出刺耳的爆破音。

如果加入電壓掉電監(jiān)測電路，當(dāng)監(jiān)測到電壓掉電時，輸出一個信號來觸發(fā)靜音電路工作，就可以消除爆破音。

上圖是這里要介紹的一個電壓掉電監(jiān)測電路。

這個電路在液晶電視里用得非常多。當(dāng)直接拔掉液晶電視的電源時，這個電路會輸出掉電信號給電視機功放芯片的靜音（mute）控制腳，將功放靜音。這樣就能大大降低甚至消除由功放驅(qū)動的電視喇叭發(fā)出的爆破音。

一、電路說明

電壓掉電監(jiān)測電路，監(jiān)測的是電壓VCC。

當(dāng)VCC的電壓下降到一定閥值時，三極管Q2導(dǎo)通，可以將外部電壓拉到0V；否則Q2不導(dǎo)通，對外相當(dāng)于開路。

二、原理分析

VCC是要監(jiān)測的電壓，這里以VCC等于12V為例進(jìn)行分析。

1、當(dāng)VCC上電時，通過電阻R1、二極管D1對電容C1充電。VCC穩(wěn)定在12V后，經(jīng)過R1、R2的分壓，D1的左邊為11.25V。經(jīng)過D1后降低了一個二極管壓降，即0.7V，最終電容C1的電壓被充到10.55V。

2、VCC穩(wěn)定在12V后，Q1的b極也為12V。由于b極比e極電壓還高，三極管Q1不導(dǎo)通。Q1不導(dǎo)通，則Q2的b極沒有電壓，Q2也不導(dǎo)通。

3、當(dāng)VCC掉電時，需要掉到一定的閥值，Q2才會導(dǎo)通，并對外輸出VCC掉電的信號。下圖畫出了三個放電回路。

放電回路①：當(dāng)VCC降低到9.85V時，電容C1的電壓為充滿電時的10.55V，比Q1的b極（9.85V）高0.7V，C1通過Q1的eb極、電阻R3，分別放電到VCC，以及經(jīng)電阻R1、R2到地。于是Q1被打開。（值得說明的是，放到VCC的電，最終通過VCC的各種負(fù)載，還是回到了地。）

放電回路②：Q1被打開后，電容C1的電壓通過Q1的ec極、電阻R4、Q2的be極到地。Q2的b極電壓為0.7V，于是Q2被打開。

放電回路③：Q2被打開后，將外接的電路電壓拉到地，通過這個動作告知外部電路：VCC掉電啦！

三、電路參數(shù)設(shè)定說明

可以設(shè)定電壓偵測電路的響應(yīng)閥值：方法是調(diào)整R1與R2的比值。上面的例子是VCC掉電到9.85V時，電路輸出掉電信號。

可以設(shè)定電路輸出掉電信號的持續(xù)時間：方法是調(diào)整C1的容值、電阻R3的阻值。如增大C1、R3和R4的值，可以延長C1放電的時間，也就延長了Q2持續(xù)拉低的時間，最終延長了電路輸出掉電信號的持續(xù)時間。

四、兩道思考題

俗話說，光說不練假把式！咱們來思考兩個問題。

1、Q2的b極需要加對地電阻嗎？

有人會說，Q1不導(dǎo)通時，Q2的b極是浮空的。為解決浮空的問題，應(yīng)該對地接一個電阻，比如100K歐姆的，以固定Q2的b極電平，防止Q2受到干擾而錯誤導(dǎo)通。

請思考一下，再往下看。

實際上這已經(jīng)是成熟且經(jīng)過量產(chǎn)驗證的電路，一般情況下不需要增加對地電阻。Q2的b極的輸入阻抗沒有mos管的g極那么高，沒那么容易因浮空而誤觸發(fā)。消費類電子產(chǎn)品的成本控制非常重要，這個對地電阻不需要增加！

特殊情況再特殊處理。當(dāng)電路處于惡劣的電路環(huán)境中時，容易受到電磁干擾。此時Q2的b極浮空，可能會受到干擾而導(dǎo)致誤觸發(fā)，這時候可以增加對地電阻。

2、VCC上電穩(wěn)定在12V時，電容C1充滿電后的電壓真的是10.55V嗎？

答案是否定的。可以先思考一下再往下看。

上面在講解的時候，為了降低分析的難度，將二極管D1的正向?qū)▔航抵苯铀阕龊愣ㄖ?.7V，實際上這不是一個恒定的值。

看下二極管D1的數(shù)據(jù)手冊是怎么說的。

橫坐標(biāo)是正向?qū)妷篤F，縱坐標(biāo)是正向?qū)娏鱅F。

重點看紅色圓圈部分。

這個電壓掉電監(jiān)測電路，流過二極管的電流最大不超過10mA，所以正向?qū)▔航翟?V以內(nèi)。

在電源VCC上電并給電容C1充電時，二極管D1的正向?qū)妷杭s為0.7V，直到電容C1充電到10.55V。

此時電容C1仍在充電，充電導(dǎo)致電容C1的電壓繼續(xù)升高，二極管D1的正向?qū)▔航狄苍絹碓叫?，充電電流越來越小，直到充電電流?。

最終電容C1可以充到大約11.05V，此時二極管D1兩端的電壓差約為11.25-11.05=0.2V，二極管沒有電流通過。

講解完畢，讓我們一起勤學(xué)多練多思考。

審核編輯 ：李倩