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使用集成MOSFET限制電流的簡單方法

2023-04-20
作者:Frederik Dostal,,現(xiàn)場應用工程師
來源:ADI
關鍵詞: 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,,必須防止電流過大,以便為電路提供可靠的保護,。同樣,,在充電寶中,必須防止電池放電,。放電電流過高會導致電池的壓降太大和下游設備的供電電壓不足,。

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

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  圖1.每個端口輸出電流為1 A的充電寶中的電流限制。

  在圖1中,,還可以使用具有內置甚至可調節(jié)限流器的DC-DC升壓轉換器,。在這種情況下,無需額外的限流器模塊,。不過,,也有許多應用在電源通路中不使用DC-DC轉換器。例如,,當系統(tǒng)中的電壓為24 V時,,該線路中的電流應受到限制,但負載必須恰好在24 V電壓下運行,。在這種情況下,,可以使用額外的限流器模塊,如圖1中藍色所示,。

  限流器電路提供了針對這一問題的解決方案,。它來自保護模塊系列,,包括熱插拔控制器、浪涌保護器,、電子電路保護器和理想二極管,。

  市場上的大多數(shù)IC都使用外部MOSFET作為打開和關閉電流的開關,同時也用于限制電流,,在這種情況下,,開關的工作方式類似于線性穩(wěn)壓器,。然而,,這種開關必須確保MOSFET始終在其安全工作區(qū)(SOA)內運行。否則,,半導體和電路將會受損,。遺憾的是,選擇一個合適的MOSFET并以一種永遠不會越過SOA的方式運行有時并非易事,。工作溫度,、電壓、電流,,特別是時間,,均會對其造成影響。為確保安全運行,,必須仔細考慮這些因素,,做出正確選擇。圖2顯示了典型N溝道MOSFET的SOA圖,。允許MOSFET在所示線路下方運行,。

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  圖2.MOSFET的典型SOA。

  圖3顯示了一個專用限流器IC——ADI公司的MAX17523,。它有兩個MOSFET,,可以將電流限制在150 mA和1 A之間的某個值。如果電流達到限值,,則切斷電流并等待一段時間后恢復,,或者電流持續(xù)中斷,直到下一次導通,,又或者通過降低電壓來限制電流,。然后,內部MOSFET在歐姆區(qū)中工作,。這是一種線性穩(wěn)壓器功能,。在這些可調節(jié)的限制模式中,內部MOSFET始終位于SOA內,,不會受損,。無需進行詳細的計算或評估,。

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  圖3.專用限流器IC的簡化電路圖。

  如果使用合適的高度集成IC,,則限制電路中的電流不是問題,。也可以將這類電路與沒有可調節(jié)限流器的DC-DC變換器相結合。



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