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如何利用EN脚设计出好电源?

作者:时间:2020-08-27来源:电子产品世界收藏
编者按:“一切都是为了您的电源更加可靠!”对于带使能EN引脚的LDO,虽然我们都知道是用来开、关器件,但是您知道如何灵活使用才能达到您想要的可靠电源的设计目标吗?阅读本文您将得到启发,并能举一反三。

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本文引用地址:黑龙江11选5http://www.gzmtlsjy.com/article/202008/417623.htm

1.以ZL6205为例,先简单介绍一下。

致远微电子推出的ZL6205系列LDO,具有低压差(240mV@500mA),较好的输出电压精度(±1%),较大的负载电流特性,同时集成欠压,过流,短路,过温等保护功能。同样ZL6205也带EN脚,下文就以ZL6205为例,结合ZL6205内部集成的快速放电电路,举例说明EN脚在最常见的两种使能方式下对输出产生的不同效果。

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图1  ZL6205引脚信息

在了解EN脚不同使能方式之前,有必要了解下ZL6205的一些电气特性。表1为ZL6205数据手册里的部分电气参数。VUVLO为ZL6205的欠压关断阈值电压,小于这个电压值,芯片处于关闭状态,REN为内部集成的下拉电阻,EN悬空时内部拉为低电平。EN引脚为高电平使能引脚,在推荐的工作电压范围内,VHI和VLO分别为可靠识别的高电平(≥1。8V)和低电平(≤0。4V)。

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1 相关电气参数

但是表1中的VHI和VLO不是实际的使能电压阈值,图2的曲线才是ZL6205的在不同输入电压下的实际使能电压阈值,可以看到随着ZL6205输入电压的升高,使能电压阈值会跟着升高,但ZL6205的使能电压阈值的回滞电压很小。例如ZL6205在VIN=4.2V的时候,VEN=1.2V是上电时的使能电压阈值,也是掉电时的禁能电压阈值。

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图2  EN使能阈值与输入电压的关系

2. 方式一:直接上拉使能

图3为电源常见的使能方式,EN脚与VIN脚直接短接。当ZL6205上电时,VEN始终VIN相等,有时候VIN与EN脚间串联一个电阻(常见的数k到数十k),但通常EN引脚的输入阻抗较大,ZL6205的REN的阻值为3MΩ,所以EN脚电压信号还是会与VIN基本保持一致。

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图3  直接上拉使能

按照上图的电路设计,ZL6205在轻载时上下电会得到图4这样的输入输出电压曲线。这个电路的最大特点就是上下电过程中,输出的开启和关闭完全由芯片固有的欠压阈值VUVLO(2.1V)控制,而不受VEN(EN脚的逻辑阈值电压)控制。各个时间段特点如表2所示。上下电过程中输入电压越过VUVLO后均有一段输出跟随输入电压的阶段(t1~t2,t3~t4),该电路比较适合输入电压较为稳定,且对输出电压上下电速度要求不高的场合。

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表2  各段时间电压特征说明

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图4  直接上拉使能输入输出电压曲线

3. 方式二:电阻分压使能

有时候需要VIN上升或者跌落到某一电压(不小于VUVLO)后,才允许ZL6205启动输出电压或者关闭输出电压,这样就需要图5这样的使能电路。根据图2可知,ZL6205在VIN=2.2V~6.5V的输入电压范围内的使能电压阈值VEN=1.2V±0.3V,这样就可以通过电阻分压来设置ZL6205的上电时的启动电压(或掉电时的关闭电压)。

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图5  电阻分压使能

根据图5可以得到以下公式。

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VEN_SD:上电过程中期望的开启电压点(或者掉电过程中期望的关闭电压点),该值需要大于VUVLO(2.1V),小于VIN。

VEN:VEN_SD电压对应的器件实际使能阈值(可以根据图2得到),要求精度不高时,可以统一按照1.2V来计算。

例如,对于常用的3.3V输出版本的ZL6205来说,在电源上下电过程中,希望达到一定的电压值,例如3.6V,再开启或者关闭ZL6205。那么这个3.6V就是需要设定的电压点VEN_SD。根据图2可知,输入电压为3.6V对应的VEN为1.15V。代入上面的公式得R1:R2=2.13, 电阻R1和R2需要满足这个比例,结合考虑功耗,稳定性和EN输入阻抗,推荐R1=100k,R2 = 47k。

按照上面设计,ZL6205上下电会得到图6这样的输入输出电压曲线。对于常用的3。3V输出版本的ZL6205来说,3。6V的VEN_SD能满足全负载范围的压差VDROP需要。各个时间段特点如表3所示。这个电路的最大特点就是上下电过程中,输出的开启和关闭完全由设定的VEN_SD来控制,而不受芯片的欠压阈值VUVLO(2。1V)控制。当设置的VEN_SD大于稳态输出电压VOUT时,上下电过程很快,看起来几乎是一步到位,而没有输出跟随输入电压的阶段,在输入电压低于VEN_SD的阶段无论输入怎么波动都不会影响到输出。所以该电路在输入电压上下电缓慢且不稳定的场合中使用,输出可以获得更加快速且稳定的上下电效果。

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表3 各段时间电压特征说明

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图6 电阻分压使能输入输出电压曲线

4. 其他使能的应用

对于电源来说,利用EN脚控制输出的方式还有很多。如图7所示,该电路可以通过调整RC参数(R1和C4,R2和C8)来调整输出上下电时序,也可以通过外部控制信号POWER_EN1和POWER_EN2来控制输出电压上下电时序。图8则是利用第一路的输出VOUT1作为输入信号来控制第二路的输出VOUT2。从而实现需要的上电时序,这里由于篇幅限制,更多的电源的应用电路和解决方案可访问广州立功科技官网。

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图7  输出电压时序应用电路一

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图8  输出电压时序应用电路二



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