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增加折叠电流保护的电路

发布时间:2020-07-21 18:26:50 阅读: 来源:聚氨酯复合板厂家

对许多需要数安培供电电流的应用而言,三端输出可调线性稳压器有易用、低成本和完全片上过载保护等特点,如美国国家半导体公司的 LM317。增加数个元器件可以使三端稳压器具备一种高速度的短路限流能力,从而提高可靠性。限流器可将最大输出电流限制在一个安全的恒定水平IMAX上,避免稳压器的损坏。当出现一个故障状况时,传输晶体管上的功耗近似于 VINIMAX。要让设计的稳压器能承受过载,就需要谨慎地选择元器件的额定值(经常是留了过大的余地),除非可以在故障发生时降低或折叠(foldback)输出电流。

图 1 中的电路包括折叠电流限制功能,通过增加反馈电阻器R4保护传输晶体管。在正常情况下,晶体管Q2不导通,而电阻器R1和R2将MOSFET Q1偏置在导通状态。当发生输出过载时,Q2导通,减小了加在Q1上的接通偏置,从而增加了它的漏-源电阻,限制了进入稳压器IC1(LM317)的电流。增加的 R4使Q2的偏置电流大小与输出电压VOUT有关,VOUT在过载情况下呈下降趋势。图1的电路中,最大折叠电流IKNEE与短路电流ISC的值可分别计算如下:

公式1

公式 2

在实际设计中,选择IKNEE和ISC的值,R3A和R3B选择相同阻值,然后用公式1和公式2计算出电阻器RSC和R4的值。针对图1中的电路,输出的最大电流和短路电流分别固定为0.7A 和0.05A。R3A和R3B选择100Ω时,可通过公式算出RSC值为 0.73Ω,R4为4.3 kΩ。可以用一个从0Ω至200Ω调整的可变负载电阻器验证本电路的性能。图2所示分别为电路输出的模拟与实测电压-电流(VOUT和IOUT)特性,两者非常接近。

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