《電子技術應用》
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                                                添加靈活的限流功能

                                                2021-11-08
                                                作者:Frederik Dostal,現場應用工程師
                                                來源:ADI公司
                                                關鍵詞: ADI 限流

                                                問題:

                                                我可以根據負載輕松而精確地進行限流嗎?

                                                答案:

                                                可以使用限流IC進行限流。

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                                                在一些電源管理應用中,需要精確地限制電流。無論是要保護電源(例如,中間電路電壓需要過載保護以便能夠可靠地為其他系統部件提供電能),還是在故障情況下保護可能由于過流而造成損壞的負載,都需要精確地限制電流。

                                                在尋找合適的DC-DC負載點穩壓器來滿足此要求時,我們發現市面上具有可調限流功能的電壓轉換器很少見??烧{限流功能在采用外部電源開關的控制器設計中更加常見,而所有的集成解決方案很少提供此類功能。而且,可調限流功能的精度通常不是很高。以外,DC-DC轉換器IC中的電流限制器一般只限制電源的電感電流,不會限制輸入或輸出電流。此類集成式限流功能只是設計用來在故障條件下保護開關穩壓器本身不受損。限流值高于額定最大輸出電流,有時候精度相對較低,這足以保護開關穩壓器,但是通常不足以用作可調電流限制器。

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                                                圖1.需要對流入/流出開關穩壓器的電流進行限制的系統

                                                要靈活地解決此問題,可以通過一個附加組件(例如LTC7003)來添加可調的限流功能。精度可達到15%左右,具體因應用而異。LTC7003是一款高端N溝道MOSFET靜態開關驅動器。因其具有可調限流功能和電流監控功能,所以非常適合為常見的DC-DC轉換器添加限流功能。圖2所示為使用LTC7003電流限制器來監控ADP2370的輸出電流。ADP2370是一款降壓型DC-DC轉換器。

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                                                圖2.通過LTC7003驅動器組件添加的限流功能

                                                一般來說,高端電流檢測放大器也可用于通過電源路徑中的電流檢測電阻測量小壓降。它們可以非常準確地測量電流。但是,對于其中大部分,兩個電流檢測連接之間的允許電壓差都非常小。如果電源可能因為負載而發生短路,那么在使用這種通用的電流檢測放大器時,檢測電阻上的電壓可能很快就會超出允許范圍。在這種情況下,最好選擇獲準在電源中使用的解決方案,例如LTC7003。根據設計,LTC7003允許SENS輸入端出現較大電壓差。當電流達到設置的閾值時,LTC7003還支持通過可選的N溝道MOSFET Q1來中斷電源路徑。圖3所示為帶有外部N溝道MOSFET的LTC7003解決方案在電流達到設置的閾值時中斷電源路徑。

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                                                圖3.使用LTC7003來限流的電路

                                                通過IMON輸出,可提供與流經檢測電阻的電流成比例的電壓。此電壓是就系統接地而言,相當于檢測電阻上的電壓乘以20倍。電壓值在0 V至1.5 V之間。此電壓可以與附加的外部運算放大器搭配使用,以饋入至開關穩壓器的反饋電路。這樣一來,DC-DC轉換器的輸出電壓可以根據LTC7003檢測到的電流電平成比例降低。圖3的灰色部分電路中顯示了此選項。

                                                憑借其有意義的功能,LTC7003非常適合在大量不同的系統中用于監測、限制和斷開電源線路。

                                                作者簡介

                                                Frederik Dostal曾就讀于德國埃爾蘭根大學微電子學專業。他于2001年開始工作,涉足電源管理業務,曾擔任各種應用工程師職位,并在亞利桑那州鳳凰城工作了4年,負責開關模式電源。他于2009年加入ADI公司,并在慕尼黑ADI公司擔任電源管理現場應用工程師。


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