Odpowiedź: Dostępne są różne układy scalone ograniczające prąd. Przyjrzyjmy się, jak korzystać z pewnych z nich.
W niektórych zastosowaniach związanych z zarządzaniem energią wymagane jest precyzyjne ograniczenie płynącego prądu. Jest to konieczne albo w celu ochrony źródła energii, na przykład, jeśli napięcie obwodu pośredniego potrzebuje zabezpieczenia przed przeciążeniem, aby mogło niezawodnie zasilać inne części systemu w energię, albo w celu ochrony samego obciążenia, które może spowodować uszkodzenie z powodu przetężenia w stanie zwarcia.
Poszukując odpowiedniego stabilizatora impulsowego DC\DC, spełniającego te wymagania można wpaść w pułapkę. Na rynku znajduje się bardzo niewiele przetwornic napięcia z regulowanym ograniczeniem prądu. Podczas gdy regulowane ograniczenie prądu jest częściej spotykane w konstrukcjach sterowników z zewnętrznymi kluczami, zintegrowane rozwiązania rzadko oferują taką funkcję. Ponadto regulowane ograniczenia prądu często nie mają zbyt dużej dokładności. Dodatkowo ograniczniki prądu w układach scalonych przetwornic DC\DC zwykle redukują tylko prąd cewki indukcyjnej, a nie prąd wejściowy lub wyjściowy zasilacza. Takie zintegrowane ograniczenie prądu ma na celu ochronę tylko samego stabilizatora impulsowego przed zniszczeniem w stanie awarii. Prąd graniczny leży powyżej nominalnie określonego maksymalnego prądu wyjściowego stabilizatora i czasami ma stosunkowo niską dokładność. Jest to wystarczające do ochrony samego stabilizatora, ale często nie nadaje się do stosowania jako regulowany ogranicznik prądu wyjściowego.
Rys.1. System, w którym należy ograniczyć przepływ prądu do lub ze stabilizatora impulsowego.
Elastycznym rozwiązaniem tego problemu jest dodanie regulowanego ograniczenia prądu za pośrednictwem dodatkowego komponentu, takiego jak układ LTC7003. W zależności od zastosowania można osiągnąć dokładność około 15%. LTC7003 to sterownik statycznego klucza MOSFET z kanałem typu N po wysokiej stronie. Dzięki możliwości regulacji i funkcji monitorowania prądu układ ten jest idealny do implementacji ogranicznika prądu do popularnych przetwornic DC\DC. Rysunek 2 przedstawia zastosowanie ogranicznika LTC7003 do monitorowania prądu wyjściowego pochodzącego z układu ADP2370. Przetwornica ADP2370 to stabilizator impulsowy typu step-down.
Rys.2. Ograniczenie prądu oparte na układzie sterownika LTC7003.
Ogólnie rzecz biorąc, wzmacniacze wykrywające prąd po stronie wysokiej mogą być również używane do pomiaru niewielkiego spadku napięcia przy pomocy rezystora służącego do pomiaru prądu w ścieżce mocy. Wzmacniacze te mogą mierzyć prądy z bardzo dużą dokładnością. Jednak w przypadku większości z nich dopuszczalna różnica napięcia między dwoma połączeniami czujnika prądu jest bardzo mała. A gdy dany wzmacniacz ogólnego przeznaczenia jest używany w zasilaczu, w którym może dojść do zwarcia przy obciążeniu, napięcie na rezystorze czujnikowym może szybko przekroczyć dozwolony zakres. W tym przypadku lepszym rozwiązaniem będzie układ LTC7003, który jest dopuszczony do użytku w zasilaczach.
LTC7003 jest zaprojektowany w taki sposób, aby akceptowalna była duża różnica napięcia na wejściach SENS. LTC7003 oferuje, również możliwość przerwania ścieżki zasilania przez opcjonalny tranzystor MOSFET z kanałem typu N (Q1) w przypadku osiągnięcia ustawionego progu prądu. Rysunek 3 przedstawia rozwiązanie odnoszące się do układu LTC7003 i zewnętrznego tranzystora MOSFET typu N przerywające ścieżki zasilania po uzyskaniu określonego pułapu prądu.
Rys.3. Obwód z układem LTC7003 wykorzystanym do ograniczania prądu.
Na wyjście IMON podawane jest napięcie proporcjonalne do przepływającego przez rezystor pomiarowy prądu. Napięcie to odnosi się do masy systemu i odpowiada napięciu (pomnożonemu przez współczynnik 20) na oporniku pomiarowym. Napięcie to mieści się w zakresie od 0V do 1,5V. Może być ono użyte z dodatkowym zewnętrznym wzmacniaczem operacyjnym do doprowadzenia do obwodu sprzężenia zwrotnego regulatora impulsowego. W ten sposób napięcie wyjściowe przetwornicy DC\DC można zmniejszyć proporcjonalnie do poziomu prądu mierzonego przez LTC7003. Ta opcja jest pokazana na rysunku 3 w części obwodu, gdzie odznacza się szary kolor.
Dzięki swoim interesującym funkcjom LTC7003 nadaje się do monitorowania, ograniczania i odłączania linii zasilających w wielu różnych systemach.
Źródło: https://www.analog.com/en/analog-dialogue/raqs/raq-issue-186.html
Cool? Ranking DIY
