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24V电源欠压检测电路的重新整理与优化分析

高工
2026-04-18 22:11:28     打赏

电路功能

该电路通过分压检测与储能维持机制,实现24V电源欠压状态下的信号翻转,输出低电平报警,并在掉电后维持报警信号一段时间。

正常供电状态(24V输入)

充电路径:24V电压经电阻R1、二极管D4(锗管,压降约0.3V)向储能电容C1充电,C1电压稳定在约23.7V。

分压检测:R1与R2构成分压网络,Q1(NPN型)基极电压为:

VB1=24V×R1+R2R2−0.3V


输出状态:Q2(PNP型)基极通过R3接地(0V),因发射极接24V,VBE2=−24V 远低于导通阈值,Q2截止。输出端OUT通过上拉电阻R5接3.3V,输出高电平。

欠压状态(电压降至21.4V)

分压点变化:输入电压下降导致 VB1≈20.7V,满足Q1导通条件(VBE≥0.7V),Q1集电极电压下降。

Q2导通:Q1集电极通过R4为Q2基极提供电流,Q2导通并将OUT拉至低电平。此时C1的储能电压(23.7V)通过Q2维持输出,形成欠压报警信号。


完全掉电状态

C1通过Q2和负载放电,OUT低电平持续时间由C1容量和放电电流决定。例如,若负载电流为1mA,允许OUT电压从3.3V降至1V,则C1容量需满足:

C1≥2.3V1mA×t

建议选用10μF电解电容以实现10ms以上延时。

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24V电源欠压检测电路,其核心功能是当24V电源电压低于设定阈值时,输出特定信号(通常为低电平),以下为你详细介绍其工作原理:正常供电状态(电压高于阈值)分压与基准比较:24V电源电压V1通过电阻R1和R2进行分压。R2两端电压作为检测点电压,当电源电压处于正常范围(高于欠压阈值)时,经过R1、R2分压后的电压值较高。防反二极管与电容充电:分压后的电压通过防反二极管D4(SS14)给储能电容C1充电。同时,该电压加到PNP三极管Q1(SS8550)的基极。由于此时电压较高,使得Q1的基极电压相对发射极电压较低(PNP三极管导通条件是发射极电压高于基极电压一定值),Q1导通。Q1导通的影响:Q1导通后,其集电极电位被拉低,接近发射极电位(即接近地电位)。此时,通过电阻R3连接到NPN三极管Q2(SS8050)基极的电压也较低,Q2基极电流较小,Q2处于截止状态。输出状态:Q2截止时,输出端out通过上拉电阻R5连接到+3V3,所以输出高电平,表示电源电压正常。欠压状态(电压低于阈值)分压电压降低:当24V电源电压下降到欠压阈值以下时,R1、R2分压后的电压也随之降低。Q1截止:分压电压降低到一定程度后,PNP三极管Q1的基极电压相对发射极电压不再满足导通条件,Q1截止。电容放电与Q2导通:Q1截止后,储能电容C1开始通过电阻R3放电(在电源电压下降瞬间,C1两端电压不能突变,维持一定时间)。随着C1放电,其两端电压逐渐下降,当下降到一定程度时,通过R3为NPN三极管Q2的基极提供足够的基极电流,使Q2导通。输出状态改变:Q2导通后,输出端out通过Q2连接到地,输出低电平,表示电源电压已进入欠压状态。限流电阻与各元件作用限流电阻R4:其作用是限制电路中的电流大小,防止电流过大损坏元件,例如在电容充电瞬间或其他异常情况下,避免过大的电流冲击。防反二极管D4:防止储能电容C1的电流反向流回电源侧,起到保护电源和保证电容正常充电的作用。储能电容C1:在电源电压下降时,利用其存储的电能维持一段时间的电压,使电路能够有一个相对稳定的判断时间,避免因电源电压短暂波动而误触发欠压检测。


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一个直流线性稳压电路,用于将24V直流输入转换为较为稳定的直流输出(VOUT),其工作原理如下:输入与滤波DC_24V Input:直流24V电源从P1接口接入电路,F1是保险丝,用于在电路出现短路等过流故障时熔断,保护后续电路元件。D3:这是一个稳压二极管(或可能起到类似保护作用的二极管,从图中常规设计推测),可防止输入电压反向连接时损坏电路元件,起到反向保护作用。C1:100nF的电容,主要用于滤除输入电源中的高频噪声,使输入电压更加平滑。电压粗调与控制Q1:作为调整管(通常是达林顿晶体管或功率晶体管),它根据后续控制信号调整自身的导通程度,从而控制输出电压的大小。通过改变其基极电流,可以调节集电极 - 发射极之间的电压降,实现对输出电压的初步调整。R1、R2、D2:R1和R2构成分压电路,对输出电压进行采样。D2可能是齐纳二极管,它与R2配合为Q1的基极提供一个稳定的参考电压,确保Q1在一定输入电压变化范围内能够稳定工作,对输出电压进行粗略的稳定控制。电压精调与稳压Q2、R3、R4:Q2是一个误差放大晶体管。R3和R4构成另一个分压电路,对输出电压进行更精确的采样。采样电压与Q2基极的参考电压(由电路中其他元件隐含设定,可能和D2相关电压有关联)进行比较。当输出电压发生变化时,通过R3、R4分压得到的电压与参考电压的差值,会使Q2的基极电流发生变化,进而改变Q2的集电极电流。这个变化的集电极电流会去控制Q1的基极电流,使Q1调整其导通程度,从而对输出电压进行精细调节,保持输出电压的稳定。输出滤波与负载驱动Q3:可能是一个过压保护晶体管或其他功能晶体管(从常规设计看,在此电路中更可能是与稳压控制相关,比如参与构成某种保护或进一步调整机制,但核心稳压主要由Q1、Q2等完成),当输出电压出现异常过高情况时,Q3可能会导通,将过高的电压进行分流或触发其他保护动作。R5、R6、C2、C3、C4:R5和R6可能用于设定某些工作点或参与反馈控制;C2、C3、C4是滤波电容,C2进一步滤除中频噪声,C3(220μF)是大容量电解电容,用于滤除低频纹波,C4(100nF)滤除残留的高频噪声,使输出电压更加纯净稳定。RL:代表负载,电路最终为负载提供稳定的工作电压。






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