利用上圖所示的3種分立件電路進行選定既簡單又廉價,但是也存在一個缺點。就是當電池電壓緩慢下降到檢測門限值VT的附近,只要有幅度很小的毛刺干擾信號疊加到電源電壓上,就會引起輸出信號RST在高、低電平之間往返切換。結果會導致不能可靠地把單片機鎖定在復位狀態上。
為了克服上述缺點,給欠壓檢測門限值VT增加一個回差電壓Vhys(或回滯電壓或遲滯電壓)是非常必要的。這類似于施密特觸發器的回滯特性。通常回差電壓Vhys的值選定為0.2V左右為宜。如此一來檢測門限VT就被分解為上門限值VTMAX(=VT+Vhys/2)和下門限值VTMIN(=VT-Vhys/2)了。當電源電壓下降時只有降低到VTMIN以下,RST信號才會變高;而當電源電壓上升時只有升高到VTMAX以上,RST信號才會恢復為低。回滯電壓Vhys的設置,可以有效地避免當電源在、VT值附近波動時,欠壓復位活動被頻繁觸發。
關于如何設置上/下門限電壓、如何設置回差電壓、如何選擇專用芯片,以及關于回差電壓。檢測門限電壓、穩壓器供電電壓和單片機標稱電壓范圍,幾者之間的關系。可以參考如下圖所示的“規劃參考標尺”。
從下圖中可以看出,從左到右依次為單片機標稱的工作電壓范圍、穩壓電源的供電電壓范圍、為欠壓檢測器電路規劃的上/下門限范圍、最終確定出一種欠壓檢測器型號的上/下門限電壓和回差值。經過觀察和分析可以得到如下幾點啟發:(1)往往一種具體型號的單片機,其產品手冊中規定的適合工作的電壓范圍還是比較寬的。例如,Philips公司的P87C552為2.7V~5.5V;ATMEL公司的T89C51RD2-M為3V~5.5V等。(2)為單片機應用電路搭建的一個+5V穩壓電源,盡管其標稱值是5V,但是允許在一個比較小的范圍內存在波動。
也就是隨著下游負載的輕重、環境溫度的高低、自身發熱的程度、上游輸入電壓的變化等因素,穩壓電源的輸出表1電源欠壓檢測門限電壓值規劃示范電壓值不是絕對恒定的,而是允許該值在5V上下緩慢變化。例如,型號為MC7805的三端穩壓器,廠家允許其合格產品的輸出電壓值在±5%的范圍內變化。即規定輸出電壓值的波動范圍是4.75V~5.25V之間。(3)為欠壓檢測電路初步規劃的檢測門限VT的上限值VTMAX,應該低于穩壓器輸出的下限值VOUTMIN,以便及時預警電源電壓跌落的前兆。(4)為欠壓檢測電路初步規劃的檢測門限VT的下限值VTMIN,應該高于單片機維持正常工作的電壓下限僮VCCMIN,并且拉開一點距離(即保留一點裕量)就更好,以便給單片機在退出運行之前進行現場保護留出一定時間。(5)在經過上述對檢測門限VT初步規劃的前提下,到市場有供應的產品陣列中去挑選一種具體型號。對于一個具體型號的電壓檢測器產品,其門限電壓VT往往是很精確的、回差電壓的寬度往往是比較窄的,Vhys值一般設定在0.2V或0.3V左右。例如,型號為ADM810M的一種電壓檢測器,其門限電壓VT=4.375V、回差電壓Vhys=0.25V。
一種具體的欠壓檢測門限值的設計舉例,如下表所示。這里以一種具體型號的單片機、一種具體型號的三端穩壓器和一種具體型號的三腳電壓檢測器為示范,來進行舉例說明。可以把該表與下圖進行對比觀察。
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