电源芯片的EN引脚应该如何设计？

2023-02-16 927

电机控制板的24V电源在给电机供电的同时也通过DCDC输出12V给其他电路供电。在没有电池时，电机发电为控制板供电，而电机的转动并非是匀速的，产生了波动较大的电压，如下图1所示，黄色线为电机反向发电电压，绿色则为MP2451输出的电压。

图1 电机发电曲线和DCDC的输出曲线

由上图可以看出，电机的发电电压VIN大概在6.2V时候就使能了DCDC，远小于设定的12V输出电压，使得DCDC内部的MOS管由于EN的作用一直在快速的导通和关闭，形成了一个噪声包络随着输入波动的输出电压，当电机的发电电压大于12V时，DC/DC才输出了稳定的12V电压。

这时候如果使DCDC在电机输出电压稳定的时候，使能EN引脚，那么输出波形就会平稳，如下图所示。

图2 EN使能输出曲线

如曲线①所示，输入电压较低时就达到了VEN的使能阈值，使能芯片输出，此时输出受到输入波动的影响且上电缓慢，影响了后级电路的工作稳定性；
如曲线②所示，输入电压VIN上升到70%~80%的时候，VEN才到达使能阈值，此时芯片输出摒除了输入电源的不稳定阶段，上电迅速，输出平稳，减小了输入电压波动的影响；
同时预留了20%~30%的余量避免了输入电源波动导致输出关闭的问题。

由此可知将电源芯片的EN阈值电压通过分压网络设定在70%~80%×VIN是较为合理的，EN阈值可以通过芯片手册查得。如下图3所示，根据已知的EN阈值和输入电压即可求得合适的分压电阻比例。

图3 根据已知的EN阈值分配网络电阻

图4是调整后的输出波形，输出的电压波动得到了明显的改善。

图4 调整分压电阻后的电压波形

因此通过对EN的控制，可以实现相应的功能，包括合理设置EN的静态工作点，既可以避免在电源电压不稳定阶段开启芯片电源供电，又能避免在正常工作时，电源电压波动引起系统意外掉电。

此外，在EN端加上适当的控制电路，可以放大EN的滞回电压。滞回电压就是内部通过一个滞回比较器使得EN启动电压和关断电压不是一个电压值，如启动电压VIH=2.5V，关断电压1.8V。这一点对于电池供电的系统，在电池接近耗尽的时候，可以避免电路循环重复上下电。

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