《電子技術(shù)應(yīng)用》
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使用集成MOSFET限制電流的簡(jiǎn)單方法

2023-04-20
作者:Frederik Dostal,,現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師
來(lái)源:ADI
關(guān)鍵詞: ADI MAX17523 MOSFET

  電子電路中的電流通常必須受到限制,。例如,,在USB端口中,,必須防止電流過(guò)大,,以便為電路提供可靠的保護(hù),。同樣,,在充電寶中,必須防止電池放電,。放電電流過(guò)高會(huì)導(dǎo)致電池的壓降太大和下游設(shè)備的供電電壓不足,。

  因此,通常需要將電流限制在一個(gè)特定值,。大多數(shù)功率轉(zhuǎn)換器都有過(guò)流限制器,,以保護(hù)其免受額外電流造成的損壞。在一些DC-DC轉(zhuǎn)換器中,,甚至可以調(diào)整閾值,。

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  圖1.每個(gè)端口輸出電流為1 A的充電寶中的電流限制。

  在圖1中,,還可以使用具有內(nèi)置甚至可調(diào)節(jié)限流器的DC-DC升壓轉(zhuǎn)換器,。在這種情況下,無(wú)需額外的限流器模塊,。不過(guò),,也有許多應(yīng)用在電源通路中不使用DC-DC轉(zhuǎn)換器。例如,,當(dāng)系統(tǒng)中的電壓為24 V時(shí),,該線(xiàn)路中的電流應(yīng)受到限制,但負(fù)載必須恰好在24 V電壓下運(yùn)行,。在這種情況下,,可以使用額外的限流器模塊,如圖1中藍(lán)色所示,。

  限流器電路提供了針對(duì)這一問(wèn)題的解決方案,。它來(lái)自保護(hù)模塊系列,包括熱插拔控制器,、浪涌保護(hù)器,、電子電路保護(hù)器和理想二極管。

  市場(chǎng)上的大多數(shù)IC都使用外部MOSFET作為打開(kāi)和關(guān)閉電流的開(kāi)關(guān),,同時(shí)也用于限制電流,,在這種情況下,開(kāi)關(guān)的工作方式類(lèi)似于線(xiàn)性穩(wěn)壓器。然而,,這種開(kāi)關(guān)必須確保MOSFET始終在其安全工作區(qū)(SOA)內(nèi)運(yùn)行,。否則,半導(dǎo)體和電路將會(huì)受損,。遺憾的是,,選擇一個(gè)合適的MOSFET并以一種永遠(yuǎn)不會(huì)越過(guò)SOA的方式運(yùn)行有時(shí)并非易事。工作溫度,、電壓,、電流,特別是時(shí)間,,均會(huì)對(duì)其造成影響。為確保安全運(yùn)行,,必須仔細(xì)考慮這些因素,,做出正確選擇。圖2顯示了典型N溝道MOSFET的SOA圖,。允許MOSFET在所示線(xiàn)路下方運(yùn)行,。

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  圖2.MOSFET的典型SOA。

  圖3顯示了一個(gè)專(zhuān)用限流器IC——ADI公司的MAX17523,。它有兩個(gè)MOSFET,,可以將電流限制在150 mA和1 A之間的某個(gè)值。如果電流達(dá)到限值,,則切斷電流并等待一段時(shí)間后恢復(fù),,或者電流持續(xù)中斷,直到下一次導(dǎo)通,,又或者通過(guò)降低電壓來(lái)限制電流,。然后,內(nèi)部MOSFET在歐姆區(qū)中工作,。這是一種線(xiàn)性穩(wěn)壓器功能,。在這些可調(diào)節(jié)的限制模式中,內(nèi)部MOSFET始終位于SOA內(nèi),,不會(huì)受損,。無(wú)需進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算或評(píng)估。

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  圖3.專(zhuān)用限流器IC的簡(jiǎn)化電路圖,。

  如果使用合適的高度集成IC,,則限制電路中的電流不是問(wèn)題。也可以將這類(lèi)電路與沒(méi)有可調(diào)節(jié)限流器的DC-DC變換器相結(jié)合,。



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