Adding a Flexible Current Limit
作者：ADI公司 Frederik Dostal，現場(chǎng)應用工程師 問(wèn)題： 我可以根據負載輕松而精確地進(jìn)行限流嗎？ 答案： 可以使用限流IC進(jìn)行限流。 在一些電源管理應用中，需要精確地限制電流。無(wú)論是要保護電源（例如，中間電路電壓需要過(guò)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(guò)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(diǎn)穩壓器來(lái)滿(mǎn)足此要求時(shí)，我們發(fā)現市面上具有可調限流功能的電壓轉換器很少見(jiàn)�？烧{限流功能在采用外部電源開(kāi)關(guān)的控制器設計中更加常見(jiàn)，而所有的集成解決方案很少提供此類(lèi)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(huì )限制輸入或輸出電流。此類(lèi)集成式限流功能只是設計用來(lái)在故障條件下保護開(kāi)關(guān)穩壓器本身不受損。限流值高于額定最大輸出電流，有時(shí)候精度相對較低，這足以保護開(kāi)關(guān)穩壓器，但是通常不足以用作可調電流限制器。
圖1.需要對流入/流出開(kāi)關(guān)穩壓器的電流進(jìn)行限制的系統 要靈活地解決此問(wèn)題，可以通過(guò)一個(gè)附加組件（例如LTC7003）來(lái)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(tài)開(kāi)關(guān)驅動(dòng)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(jiàn)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(lái)監控ADP2370的輸出電流。ADP2370是一款降壓型DC-DC轉換器。
圖2.通過(guò)LTC7003驅動(dòng)器組件添加的限流功能 一般來(lái)說(shuō)，高端電流檢測放大器也可用于通過(guò)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(gè)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(fā)生短路，那么在使用這種通用的電流檢測放大器時(shí)，檢測電阻上的電壓可能很快就會(huì )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(shí)，LTC7003還支持通過(guò)可選的N溝道MOSFET Q1來(lái)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(shí)中斷電源路徑。
圖3.使用LTC7003來(lái)限流的電路 通過(guò)IMON輸出，可提供與流經(jīng)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(kāi)關(guān)穩壓器的反饋電路。這樣一來(lái)，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(kāi)電源線(xiàn)路。 作者簡(jiǎn)介 Frederik Dostal曾就讀于德國埃爾蘭根大學(xué)微電子學(xué)專(zhuān)業(yè)。他于2001年開(kāi)始工作，涉足電源管理業(yè)務(wù)，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(kāi)關(guān)模式電源。他于2009年加入ADI公司，并在慕尼黑A(yíng)DI公司擔任電源管理現場(chǎng)應用工程師。聯(lián)系方式：frederik.dostal@analog.com。 |
