增加靈活的電流限制

Frederik Dostal

在某些電源管理應(yīng)用中，需要精確的電流限制。這對(duì)于保護(hù)能源是必要的，例如，如果中間電路電壓需要過(guò)載保護(hù)，以便它可以可靠地為其他系統(tǒng)部件提供能量，或者保護(hù)在故障條件下可能因過(guò)電流而造成損壞的負(fù)載。

在尋找合適的DC-DC負(fù)載點(diǎn)穩(wěn)壓器以滿足這一要求時(shí)，市場(chǎng)上很少有具有可調(diào)限流的電壓轉(zhuǎn)換器。雖然可調(diào)電流限制更常見(jiàn)于帶有外部電源開(kāi)關(guān)的控制器設(shè)計(jì)，但所有集成解決方案都很少提供此類(lèi)功能。此外，可調(diào)電流限值通常不具有很高的精度。此外，DC-DC轉(zhuǎn)換器IC中的限流器通常只限制電感電流，而不限制電源的輸入或輸出電流。這種集成電流限制旨在保護(hù)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器本身在故障情況下免受破壞。電流限值高于標(biāo)稱(chēng)規(guī)定的最大輸出電流，有時(shí)精度相對(duì)較低。這足以保護(hù)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器，但通常不足以用作可調(diào)限流器。

圖1.需要限制流入或流出開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的電流的系統(tǒng)。

此問(wèn)題的一個(gè)靈活解決方案是通過(guò)一個(gè)附加組件（如 LTC7003）增加一個(gè)可調(diào)電流限值。根據(jù)應(yīng)用的不同，精度可以達(dá)到約15%。LTC?7003 是一款高端 N 溝道 MOSFET 靜態(tài)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器。憑借其可調(diào)電流限制和電流監(jiān)控功能，它是為普通DC-DC轉(zhuǎn)換器增加電流限制的理想選擇。圖2顯示了使用LTC7003限流器監(jiān)控ADP2370的輸出電流。ADP2370是一款降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器。

圖2.通過(guò)一個(gè) LTC7003 驅(qū)動(dòng)器組件添加的電流限制。

通常，高端電流檢測(cè)放大器也可用于通過(guò)電源路徑中的電流檢測(cè)電阻測(cè)量小壓降。它們可以以非常高的精度測(cè)量電流。然而，對(duì)于大多數(shù)，兩個(gè)電流檢測(cè)連接之間的允許電壓差非常小。當(dāng)這種通用電流檢測(cè)放大器用于可能因負(fù)載而發(fā)生短路的電源時(shí)，檢測(cè)電阻兩端的電壓會(huì)迅速超出允許范圍。在這種情況下，允許在電源中使用的LTC7003等解決方案更好。這里，LTC7003 的設(shè)計(jì)方式允許在 SENS 輸入端產(chǎn)生較大的電壓差。如果達(dá)到設(shè)定的電流門(mén)限，LTC7003 還提供了通過(guò)任選 N 溝道 MOSFET Q1 中斷電源路徑的可能性。圖 3 示出了一款具有一個(gè)外部 N 溝道 MOSFET 的 LTC7003 解決方案，用于在達(dá)到設(shè)定電流門(mén)限時(shí)中斷電源路徑。

圖3.采用 LTC7003 的電路用于限制電流。

通過(guò)IMON輸出，提供與流過(guò)檢測(cè)電阻的電流成比例的電壓。該電壓相對(duì)于系統(tǒng)地，對(duì)應(yīng)于檢測(cè)電阻兩端的電壓乘以系數(shù)20。電壓介于0 V和1.5 V之間。該電壓可與一個(gè)額外的外部運(yùn)算放大器配合使用，以饋入開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的反饋電路。這樣，DC-DC 轉(zhuǎn)換器的輸出電壓就可以與 LTC7003 感測(cè)的電流水平成比例地降低。此選項(xiàng)如圖3所示，在灰顯電路中。

憑借其有趣的功能，LTC7003 適用于監(jiān)視、限制和斷開(kāi)眾多不同系統(tǒng)中的電源線。

審核編輯：gt