如何用欠压保护(UVP)电路保护可充电电池？
许多种类的可充电电池可能因深度放电而损坏。本设计实例中的电路提供的欠压保护功能(uvp)可防止这种情况的发生，并可用作负载开关。这种电路几乎不用任何修改就可以适用于电压从4.5v至19v的几乎所有类型电池。电路的待机电流小于1μa。
与p沟道器件相比，高侧n沟道mosfet q2可以降低成本。导通和关断天生是软开关，因此可以避免开关时的尖峰。
图1：这个电路是为20℃条件下采用凝胶电解液的12v铅蓄电池设计的。其它类型的蓄电池可能要求修改元件值。
工作原理
电池/蓄电池第一次连接到+acc，电路是关断状态。c3放电，因此可编程参考二极管tl431a(d1)将关断，漏电流小于1μa。电路中的所有其他单元都处于非激活状态，q2关断，因为它的栅极会经r5放电。
在此状态下，电路等待on输入端的激活正向脉冲——通过一个按钮或其他控制器提供。在此脉冲期间，tl431a导通，为配置为振荡器的tlc555提供电源。该振荡器通过c2和d3在q2的栅极电容上产生自举电压，使q2导通。
在on信号消除后，电路仍维持激活状态，因为来自分压器r1-r2的电压会给c3充电，从而维持从d1到q2再回到d1的环路。
当/off输入端信号变低，或达到欠压启动点时，电路断开负载，并将自己关断。
启动点的表达式为：
vt = (1 + r1/r2) vref (vref就是tl431的2.5v参考电压)
因此 r1/r2 = vt/ vref - 1
为了使iref (最大值4μa)的影响可以忽略不计，要使流经分压器的电流至少100倍于iref：
r1 + r2 ≤ 30kω
因此对于10.8v的启动点电压来说，计算得到：
r2 = 30kω / (vt / vref) = 6.94 kω
r1 = 30kω - r2 = 23.06 kω
tl431a的参考电压vref公差是1%，因此r1和r2的公差应该要好于这个指标，以尽量避免降低启动点精度，或者也可以增加一个微调点。
作为一个有益的经验，电流iref应该小于绝对最大额定值10ma的一半。因此：
r6 ≥ von/ 5ma
r6的上限定义为：
vref = (r1 || r2) vt / (r6 + (r1 || r2))
r6 ≤ (r1 || r2) (vt / vref - 1)
因此, r6 ≤ 17.8kω
如果你选择的r6值接近这个极限，你就能在蓄电池耗尽时禁止任何开启负载的企图。/off输入端的优选级比on要高。
开关q2之后是电池电压监测电路，因此低的rds(on)是电路正确工作的关键。
当具有大的负载电流时，应该尽可能减少开关次数，以减少功耗。为了在导通期间给q2的栅极电容cg快速充电，振荡器频率应该要高一点(本例中大约是900khz)。为了快速关断，r5的值不能太高：这个关断时间取决于r5 × cg。
当电路处于非激活状态时，q1可以防止q2的栅极通过d2和d3连接到+acc。具有中等增益(30-150)的任何pnp晶体管(比如2n2904)都可以使用。具有较高增益的晶体管(如bc556-bc560)可能要求减小r4的值，以便在电路关断状态下确保q1也是关断的。不过q1应该被流经555的电流可靠导通；在接近上限频率的条件下工作并使用小阻值的r3可确保r4上有足够的压降。
低功耗齐纳二极管d4应该根据q2的vgs(max)作出选择。
q2主要参数的选择与系统有关。因为cg用作滤波电容，因此也需要多加注意。2nf到10nf范围的取值应该足够了；更大的电容可能要求增加c2的值。根据经验，c2的取值范围是从cg到2cg。c2的值对导通时间也有影响。
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