過載電路保護(hù)電池和電源

電流檢測放大器、雙比較器和外部CMOS開關(guān)的組合可用于防止極性反接電池或短路負(fù)載的破壞性影響。

使用最廣泛的過流保護(hù)設(shè)備是簡單的保險絲。過載引起的高電流會加熱易熔金屬鏈路，使其熔化并斷開電路。保險絲簡單而經(jīng)濟(jì)。然而，保險絲相對較長的反應(yīng)時間、高電阻和需要更換，這使得它們在某些應(yīng)用中不切實際。

邏輯控制開關(guān)除了提供輸出短路保護(hù)外，還可提供低損耗開關(guān)和低靜態(tài)電流（圖 1）。MAX623穩(wěn)壓電荷泵（IC1）產(chǎn)生VBATT + 10V 對于 nMOSFET 開關(guān)，問題 1。通過應(yīng)用VBATT打開電路的開/關(guān)輸入。VOUT (pins 9 and 10）然后泵至 （VBATT + 10V），在一毫秒左右的時間內(nèi)為MAX9943運算放大器（IC2）供電。為了確保Q1保持關(guān)斷狀態(tài)，直到有足夠的柵極驅(qū)動可用，IC1中的閾值檢測器觸發(fā)0V至V巴特當(dāng)上升輸出等于V時，PR端子（IC1的引腳6）的轉(zhuǎn)換VCC + 8V。

圖1.該邏輯控制開關(guān)電路在 R 時提供短路保護(hù)負(fù)荷。

VBATT出現(xiàn)在 PR 終端產(chǎn)生 0.75 × V巴特運算放大器的反相輸入端和同相輸入端的100ms脈沖。脈沖使Q1進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，只要源電壓保持比運算放大器的反相輸入更正，Q1就會保持導(dǎo)通狀態(tài)。通過R1的反饋提供短路保護(hù)。如果高負(fù)載電流將反相輸入端的源電壓拉至基準(zhǔn)電平以下，柵極驅(qū)動將變?yōu)榈碗娖讲㈥P(guān)斷Q1。然后，崩潰的負(fù)載電壓閉鎖開關(guān)。要復(fù)位，請將開/關(guān)輸入拉至地至少 100ms，然后拉回 V巴特.

在圖2的電路中，一個pMOSFET Q1提供電池反轉(zhuǎn)的無源保護(hù)，第二個MOSFET Q3在正向電流過大時斷開負(fù)載與電池的連接。無論電池極性如何，您都應(yīng)該調(diào)整 MOSFET 的體二極管的方向，以防止任一器件關(guān)閉時電流流動。

圖2.該電路可阻斷極性反接電池或負(fù)載短路的影響。R1設(shè)置限流門限。

例如，Q1向后連接（相對于傳統(tǒng)做法），以使其體二極管沿正常電流方向?qū)R。正確安裝的電池將Q1的柵極拉到其電源以下5V以上，從而打開Q1。反向電池將柵極拖到電源上方，通過反向偏置體二極管來阻止電流。

MAX4172電流檢測放大器（IC2）在OUT（引腳8）處產(chǎn)生小輸出電流，與檢測電阻兩端的電壓R成正比。意義.R8兩端產(chǎn)生的電壓控制MAX933（IC1）中的比較器B。正常工作期間，Q3保持導(dǎo)通，因為兩個比較器輸出均為高電平。當(dāng)負(fù)載電流導(dǎo)致R8兩端有足夠的電壓使B比較器跳閘時，Q3關(guān)斷并將電池與負(fù)載斷開。同時，Q5將B比較器的反相輸入拉至電源軌，在電源軌下降時鎖存Q3。Q2 加快了 Q3 的關(guān)斷速度。

比較器A充當(dāng)安全閥，在發(fā)生快速短路時關(guān)閉Q3。（在沒有Q3的情況下，短路會導(dǎo)致振蕩：負(fù)載電流的初始增加驅(qū)動Q4導(dǎo)通，Q3關(guān)斷，由此產(chǎn)生的電源電壓損失殺死IC2，使Q3再次導(dǎo)通。R8根據(jù)下式將電流限值設(shè)置為0A至1A，其中100是IC2內(nèi)部的增益因數(shù);R意義是RS+和RS-端子之間的檢測電阻值，單位為歐姆和VTH ，1.18V是IC1比較器中的門限：

ILIMIT = VTH/R8 × 100/RSENSE

審核編輯：郭婷