如何让过流保护能否简单而精确,同时最大限度地降低成本

作者:电工吧 日期:2022-06-06 19:44:20 人气: 栏目:

在设计任何系统时,我们通常必须设计以满足我们的要求。一种非常流行的解决方案是采用开关模式电源(或 SMPS),因为它们的效率非常高。然而,在保持低成本的同时设计 SMPS 非常具有挑战性,更不用说通过开关稳压器产生不稳定环路的风险了。在任何电力系统中,总是存在输出短路的风险。在这种情况下,有必要保护系统不因电流增加而损坏

虽然我们可以使用多个电路来保护系统免受损坏,但我们也可以使用几个、一个传输晶体管和一个电压基准来解决这个问题。这个整体解决方案非常具有成本效益,并且需要的板上空间最小。

1 中的电路显示了一个电流限制器,其中一个检测器与传输晶体管串联。ATL431是一种可调节并联稳压器,可反馈到传输晶体管和输入端,控制限流动作。当系统连接输出时,汲取的电流将开始在 R CL电阻器上产生电压。R CL处的电压达到2.5V 时,将使ATL431导通。这反过来又会降低传输晶体管的基极发射极上的电压,从而有效地限制可以汲取的电流。

如何让过流保护能否简单而精确,同时最大限度地降低成本

1:电源电流限制器

为了准确选择无源元件,我建议使用ATL431 的最小工作条件和我们想要的最大电流。最佳做法是使用低于电源绝对最大条件的电流。对于此示例,让我们使用 50mA 作为最大值(等式 1):

如何让过流保护能否简单而精确,同时最大限度地降低成本

我们可以使用这些条件来计算 R1 并为我们的传输晶体管获得适当的 β。我们将使用 7V 作为输入电压,因为我们需要足够的开销来提供输出电压,而 100 作为我们的 β。我们还假设该系统的输出需要为 3V(等式 2):

如何让过流保护能否简单而精确,同时最大限度地降低成本

由于ATL431是该电流限制器的主要反馈,而且该器件的 I KMIN 35?A,因此我们会受益于具有非常低的 R CL值。这限制了电阻器中消耗的功率,并有助于放宽对传输晶体管的 β 要求。另外,电压基准的最大精度为 0.5%,这意味着允许的最大 I OUT波动仅为 0.246mA。

ATL43xLI器件是3端子可调节并联稳压器,在适用的汽车级、商用级和军用级温度范围内均可满足规定的热稳定性。可以通过两个外部电阻器将输出电压设置为介于V-ref(约为2.5V)和36V之间的任意值。这些器件具有0.3Ω的输出阻抗典型值。有源输出电路可提供非常急剧的导通特性,从而使这些器件在许多应用中成为齐纳二极管的出色 替代品,这些应用包括板载稳压、可调节电源和开关电源。这款器件是TL431LI和TL432LI的引脚对引脚替代品,且最低工作电流更低,有助于降低系统功耗。ATL432LI器件具有与ATL431LI器件完全相同的功能和电气特性,但是具有不同的DBZ封装引脚排布。ATL431LI器件具有A和B两个等级,25°C下的初始容差分别为1%和0.5%。此外,低输出温漂可确保在整个温度范围内保持出色的稳定性。ATL43xLIxQ器件的额定工作温度范围是–40°C至+125°C。

结论

在获得高精度功能的同时,使用减少的组件数量实现过流保护非常简单。通过采用 TI 的极低电流可编程电压基准ATL431,我们可以确保降低过流裕度,从而使我们的系统具有极高的精度。该电路不仅可用于短路保护,还可用于限制电池功耗。



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