電子開關實現過流保護的原理詳解
發布時間:2019-02-13 責任編輯:xueqi
【導讀】電子開關或稱為智能開關,是一種基於集成電路技術的智能型器件,具有體積小、功耗低、響xiang應ying速su度du快kuai和he阻zu抗kang小xiao的de特te點dian,可ke提ti供gong高gao可ke靠kao性xing的de過guo流liu保bao護hu,是shi自zi恢hui複fu保bao險xian絲si的de理li想xiang替ti代dai器qi件jian。那na麼me,你ni知zhi道dao電dian子zi開kai關guan實shi現xian過guo流liu保bao護hu的de原yuan理li嗎ma?
以AAT4610為例,其過流保護能在1μs內完成,其響應速度是PolySwitch的100萬(wan)倍(bei),對(dui)瞬(shun)間(jian)尖(jian)峰(feng)電(dian)流(liu)和(he)浪(lang)湧(yong)電(dian)流(liu)的(de)限(xian)流(liu)作(zuo)用(yong)十(shi)分(fen)明(ming)顯(xian)。因(yin)此(ci)電(dian)子(zi)開(kai)關(guan)自(zi)出(chu)現(xian)以(yi)後(hou),發(fa)展(zhan)極(ji)其(qi)迅(xun)速(su),已(yi)有(you)不(bu)少(shao)公(gong)司(si)推(tui)出(chu)了(le)相(xiang)應(ying)的(de)產(chan)品(pin),如(ru)AAT公司的AAT4610,Maxim公司MAX1946,NEC公司的μPD16875、Microsemi公司的SL03-SL24係列和SM03-36係列以及USB02和USB302等,它們均可用於I/O端口的過流保護。

圖1:AAT4610引腳定義
我們仍以AAT4610為例,說明電子開關實現過流保護的工作原理。AAT4610采用SOT-23塑料封裝(如圖1),5個引腳的定義見表1。

AAT4610將6V/2A的P溝道MOSFET場效應管與柵極驅動器、電壓基準、限流比較器和欠壓閉鎖電路組合在SOT-23-5封裝中(如圖2)。其中MOSFET是一個電子開關,它的通斷受比較器輸出電壓的控製,如果輸出電流大於設定電流,運算放大器AMP輸出負電壓,關斷MOSFET,停止電壓輸出,對供電電路起到保護作用。MOSFET的溝道電阻最大值僅為180mΩ,關斷模式下靜態電流為1mA。MOSFET的工作電壓為2.7V~5.5V,輸入電壓低於2.7V時,由欠壓鎖定電路關斷MOSFET,對供電電路進行欠壓保護。

圖2:AAT4610內部邏輯框圖
AAT4610的應用電路十分簡單,隻要外接兩隻濾波電容和一隻電阻器RSET,便可實現過流保護功能,如圖3。

在AAT4610輸入和輸出端接入濾波電容用來消除電子開關的工作噪聲,限流電阻RSET用來設定保護電流值。當工作電流超出保護電流值時,輸出電壓立即下降到0伏,其反應時間約為800ns。引腳4是使能端,從外部輸入一個2.5V以上的電壓即可讓其工作,否則AAT4610將不起保護作用。
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