česky english Vítejte, dnes je sobota 04. prosinec 2021

Zřídka kladené otázky. Jak doplnit univerzální omezovač proudu

DPS 4/2021 | Součástky - články
Autor: Frederik Dostal, Analog Devices

Mohl bych jednoduše a přesně omezit proud zátěží?

Existují IO pro omezení proudu.

obrázeek (jpg)

V některých aplikacích správy napájení je vyžadována funkce přesného omezení proudu. Takové funkce je třeba buď k ochraně zdroje napájení, například pokud napětí mezilehlého obvodu vyžaduje ochranu proti přetížení tak, že může spolehlivě napájet další části systému, nebo k ochraně zátěže před poškozením v důsledku nadproudu nebo poruchy.

Při pátrání po vhodném DC/DC regulátoru typu „point of load“, který by tento požadavek splňoval, zjistíme, že na trhu je jen velmi málo měničů napětí s nastavitelným proudovým omezením. Zatímco nastavitelné proudové omezení se častěji vyskytuje u regulátorů s vnějšími výkonovými spínači, všechna integrovaná řešení takovou funkci nabízejí jen velmi zřídka. Nastavitelné proudové omezení také obvykle nemívá příliš vysokou přesnost, a navíc proud omezující IO DC/DC měničů omezují zpravidla proud indukčností, a ne vstupní nebo výstupní proud zdroje. Takový integrovaný omezovač proudu je určen „jen“ k ochraně samotného spínacího regulátoru před zničením v chybovém stavu. Práh omezení leží obvykle nad uvedeným maximálním jmenovitým proudem a někdy má relativně malou přesnost, což je přiměřené pro ochranu spínacího regulátoru, často ale nedostatečné pro použití v nastavitelném omezovači proudu.

Univerzálním řešením tohoto problému je doplnění funkce nastavitelného proudového omezení cestou další součástky, jako je LTC7003. V závislosti na typu aplikace lze dosáhnout přesnosti přibližně 15 %. LTC7003 je statický budič spínačů MOSFET s kanálem N zapojených na „high-side“. Díky jeho funkci nastavitelného omezení a sledování proudu je ideálním prvkem k doplnění běžných DC/DC měničů proudovým omezovačem. Obr. 2 ukazuje použití omezovače proudu LTC7003 pro sledování výstupního proudu ADP2370, což je snižující DC/DC měnič.

Obr. 1 a 2  (jpg)

Obecně zesilovače pro snímání proudu na „high-side“ jsou použitelné pro měření velmi malého úbytku napětí na snímacím odporu zapojeném v cestě napájení. Tyto zesilovače dokážou měřit proudy s velmi vysokou přesností, nicméně u většiny z nich je přípustný rozdíl napětí mezi vstupy pro snímání proudu velmi malý. Pokud se takový běžný zesilovač pro snímání proudu použije v napájecích zdrojích, u nichž může docházet vlivem zátěže ke zkratům, napětí na snímacím odporu může rychle překročit přípustný rozsah. V takovém případě je lepším řešením takové, jakým je obvod LTC7003, který je schválen pro použití v napájecích zdrojích. LTC7003 je navržen takovým způsobem, že mu nevadí velký rozdíl napětí mezi vstupy SENS. Obvod také nabízí možnost případného přerušení cesty napájení prostřednictvím zapojeného tranzistoru Q1 typu MOSFET s N kanálem, pokud je dosaženo nastavené prahové hodnoty proudu. Obr. 3 ukazuje řešení LTC7003 s vnějším tranzistorem MOSFET s kanálem N k přerušení cesty napájení při dosažení prahové hodnoty.

Obr. 3  (jpg)

Napětí, které je úměrné velikosti proudu protékajícího snímacím odporem je k dispozici na výstupu IMON. Toto napětí je vztaženo k systémové zemi a odpovídá napětí na snímacím odporu vynásobenému činitelem 20. Jeho hodnota se pohybuje v intervalu 0 až 1,5 V a za pomoci přídavného vnějšího operačního zesilovače se dá využít pro zavedení do zpětnovazebního obvodu spínaného regulátoru. Tímto způsobem lze snížit výstupní napětí DC/DC měniče úměrně velikosti proudu snímaného obvodem LTC7003. Tato varianta je na obr. 3 znázorněna obvodem v šedém poli. Díky svým zajímavým funkcím je LTC7003 vhodný pro sledování, omezení a odpojení napájecích obvodů v nejrůznějších systémech.

Partneři

eipc
epci
imaps
ryston-logo-RGB-web
mikrozone
mcu
projectik