欠壓保護（Under-Voltage Protection, UVP）是H橋電路中防止因輸入電壓過低導致系統異常或損壞的關鍵功能。閾值電壓的設定需綜合考慮功率器件特性、負載需求、電源波動范圍及系統可靠性要求。以下是欠壓保護閾值電壓的設定方法和關鍵考量因素：

一、欠壓保護閾值電壓的設定方法

1. 確定功率器件的最低工作電壓

• MOSFET/IGBT的柵極驅動電壓：

• 功率器件的柵極驅動電壓需滿足其規格書要求。例如，MOSFET的柵極-源極電壓（Vgs）通常需要≥10V才能完全導通。若輸入電壓過低，可能導致驅動電壓不足，使功率器件無法正常工作或進入線性區，產生過熱甚至損壞。

• 閾值設定：閾值電壓應高于功率器件的最小驅動電壓要求，并留有一定的余量。例如，若功率器件的最小驅動電壓為10V，則欠壓保護閾值可設為11~12V。

• 功率器件的導通壓降：

• 在低電壓下，功率器件的導通電阻（Rds(on)）可能增加，導致導通損耗增大。需確保在欠壓保護觸發前，功率器件不會因過熱而損壞。

2. 考慮負載的最低工作電壓

• 負載的電壓需求：

• 負載設備（如電機、LED等）通常有最低工作電壓要求。若輸入電壓低于該閾值，負載可能無法正常工作或性能下降。

• 閾值設定：閾值電壓應高于負載的最低工作電壓，并留有一定的余量。例如，若負載的最低工作電壓為18V，則欠壓保護閾值可設為20~21V。

3. 電源的波動范圍

• 輸入電壓的波動：

• 電源電壓可能因電網波動、電池放電等因素而下降。需根據電源的波動范圍設定欠壓保護閾值，避免因正常電壓波動觸發保護。

• 閾值設定：閾值電壓應高于電源的最小預期電壓，并考慮一定的安全余量。例如，若電源的最小預期電壓為20V，則欠壓保護閾值可設為21~22V。

4. 恢復電壓的設定（遲滯設計）

• 防止頻繁啟停：

• 為避免電壓波動導致欠壓保護頻繁觸發，需設置恢復電壓（遲滯電壓）。恢復電壓應高于閾值電壓，確保電壓穩定后再重新啟動系統。

• 閾值設定：恢復電壓通常比閾值電壓高1~2V。例如，若閾值電壓為21V，則恢復電壓可設為22~23V。

二、欠壓保護閾值電壓的設定步驟

1. 確定功率器件的最小驅動電壓：

• 查閱功率器件的規格書，確定其柵極驅動電壓的最小值（如10V）。

2. 確定負載的最低工作電壓：

• 根據負載的特性，確定其最低工作電壓（如18V）。

3. 確定電源的最小預期電壓：

• 根據電源的規格或實際測試數據，確定其最小預期電壓（如20V）。

4. 設定閾值電壓：

• 綜合考慮上述因素，選擇閾值電壓為功率器件最小驅動電壓、負載最低工作電壓和電源最小預期電壓中的最大值，并留有一定的余量（如1~2V）。例如，選擇閾值電壓為21V。

5. 設定恢復電壓：

• 根據遲滯設計要求，設定恢復電壓為閾值電壓加1~2V（如22~23V），確保電壓穩定后再重新啟動系統。

三、欠壓保護閾值電壓設定的注意事項

1. 參數匹配性：

• 閾值電壓需與功率器件、負載和電源的特性匹配，避免因設定不當導致保護失效或系統頻繁啟停。

2. 余量設計：

• 閾值電壓和恢復電壓需留有一定的余量，以應對電壓波動和測量誤差。

3. 測試驗證：

• 通過實際測試驗證欠壓保護電路的性能，確保在電壓低于閾值時能可靠觸發保護，并在電壓恢復后能正常工作。

4. 環境適應性：

• 在高溫、低溫或電磁干擾環境下，需重新評估閾值電壓的設定，確保保護電路的可靠性。

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四、欠壓保護閾值電壓設定案例

示例：24V電源供電的H橋電路

• 功率器件：MOSFET，最小驅動電壓10V。

• 負載：電機，最低工作電壓18V。

• 電源：最小預期電壓20V（考慮電池放電特性）。

閾值電壓設定：

• 選擇閾值電壓為21V（高于電源最小預期電壓20V，并留1V余量）。

• 恢復電壓設定為23V（遲滯2V）。

通過合理設定欠壓保護閾值電壓，可以確保H橋電路在電壓異常時及時保護，避免功率器件和負載損壞，同時防止因電壓波動導致系統頻繁啟停，提高系統的可靠性和穩定性。