过流保护的几种实现方式

2023-12-18 01:18

本文主要是介绍过流保护的几种实现方式,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

过电流保护(Over Current Protection)就是当电流超过预定最大值时,使保护装置动作的一种保护方式。当流过被保护原件中的电流超过预先整定的某个数值时,保护装置启动。
过流保护电路设计的几种常用实现方式。
1、过流保护元器件(保险丝)
在这里插入图片描述
如上图所示保险丝分类有很多种,根据应用可以具体情况具体选择。保险丝是一种很常用的过流保护器件,尤其是正温度系数(PTC)自恢复保险丝在电路设计中应用更加广泛。其外形如下图所示,
在这里插入图片描述
工作原理如下:
当过电流现象发生时,PTC自恢复保险丝迅速反应,其自身组织增加,从而形成过电流保护。当电流恢复正常,PTC自恢复保险丝会变回低阻值状态,不会对电路产生影响。
由于PTC自恢复保险丝可以自动复位,许多电路设计人员在可能会因用户造成的故障而导致过电流事件的情况中选择PTC自恢复保险丝,PTC通常接于如下结构电路中进行过流保护。
在这里插入图片描述
2、分立元器件搭建的保护电路
电路1

在这里插入图片描述
原理上分析:
首先左侧CRTL-LOAD是单片机输出开启负载的控制端。CRTL-LOAD输出高电平,Q2打开,负载LOAD-IN接入。负载正常的情况下电路不会有异样,但是当负载突然变大(短路或者接错负载情况下)时,保护电路开始起作用。

下面分析一下过载保护部分的电路,即Q1、R3、R4、R5组成部分。Q1是常规的硅管,导通压降大致在0.7V,上图中在不接任何负载的情况下,Q1的基极电位可以计算出:

VQ1b=(R3+R4)/(R3+R4+R5)*5≈0.314V

因为当负载接入时,会在R3上产生压降,从而推动Q1基极电位增大,我们默认理想情况下0.7V时,三极管Q1会动作,由此理论上可以计算出接入多大负载电路会关断:

Ib=(0.7-VQ1b)/R3=0.386V/10=0.0386A=38.6mA

即理论上此电路最多可以接入38.6mA的负载,超过38.6mA之后,由于负载增大,导致Q1基极电位增大超过三极管理论开启电压0.7V导致Q1导通,从而拉低Q2基极,导致Q2关断,最终切断后面的大负载起到过流保护的作用。

器件选取需要注意:
R3要注意其精度以及封装,根据需要的功耗选择合适的封装,避免小封装对应大功耗导致器件过热
Q2根据负载要求留有一定余量。

电路2
原理如下:在电源输入端串一个采样电阻到PMOS的源极S,那么这个采样电阻就会有电压差,三极管的be并到这个电阻,当压差大于Vbe时,Vgs就0了,PMOS关闭,实现过流保护。

在这里插入图片描述
3、集成芯片过流保护电路
随着电路集成度不断的加深,越来越多功能模块被集成进芯片,过流保护芯片也被越来越多的应用到电路设计中。

过流保护芯片的原理主要分为两种:hiccup(Constant-Current)和 Latch off

hiccup:一种是以恒定电流存在,这种一般是可恢复的,当故障解除后自动恢复;
Latch off:一种是锁定关闭,故障解除后也无法恢复,一旦保护后需要重启(比如重置VCC或其他的使能引脚);

如下图为某限流芯片的内部功能框图,其主要工作原理如下:通过功能框图我们可以看出该芯片内部具有欠压保护功能及使能引脚EN,同时内部集成电流检测及热保护功能。

在这里插入图片描述
使能及欠压保护功能:

当EN引脚使能且输入电压高于UVLO门限电压时,芯片启动,内部功率mos管打开,呈现低阻抗状态。当EN引脚失能或者输入电压低于UVLO时,芯片关断,内部功率mos呈现高阻状态。

电流设置功能:

RSET引脚可以用来通过下拉电阻到地设置限流门限,一般限流的精度在不同的范围内会略有不同。限流公式手册中一般也会给出或者用表格的形式列举出来。

过流保护功能:

当输出电流超过设定的门限电流后,内部功率mos管的导通电阻增大,输出电压VOUT增大,从而限制输出电流继续增大,芯片此时进入恒流状态,如果负载继续加重,那么输出电压VOUT会继续下降,输出电流也会下降,直到VOUT降至接近0V,输出电流也会将至最低。

过热保护功能:

在进入限流状态后,由于VOUT下降导致mos管两端压降增加,芯片内部结温上升,当超过过温保护门限时mos管被关闭,电流降至零,芯片温度下降至重复开启,如此循环。


转自--------8号线攻城狮

这篇关于过流保护的几种实现方式的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/506516

相关文章

SpringBoot中六种批量更新Mysql的方式效率对比分析

《SpringBoot中六种批量更新Mysql的方式效率对比分析》文章比较了MySQL大数据量批量更新的多种方法,指出REPLACEINTO和ONDUPLICATEKEY效率最高但存在数据风险,MyB... 目录效率比较测试结构数据库初始化测试数据批量修改方案第一种 for第二种 case when第三种

python生成随机唯一id的几种实现方法

《python生成随机唯一id的几种实现方法》在Python中生成随机唯一ID有多种方法,根据不同的需求场景可以选择最适合的方案,文中通过示例代码介绍的非常详细,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习... 目录方法 1:使用 UUID 模块(推荐)方法 2:使用 Secrets 模块(安全敏感场景)方法

Spring StateMachine实现状态机使用示例详解

《SpringStateMachine实现状态机使用示例详解》本文介绍SpringStateMachine实现状态机的步骤,包括依赖导入、枚举定义、状态转移规则配置、上下文管理及服务调用示例,重点解... 目录什么是状态机使用示例什么是状态机状态机是计算机科学中的​​核心建模工具​​,用于描述对象在其生命

Spring Boot 结合 WxJava 实现文章上传微信公众号草稿箱与群发

《SpringBoot结合WxJava实现文章上传微信公众号草稿箱与群发》本文将详细介绍如何使用SpringBoot框架结合WxJava开发工具包,实现文章上传到微信公众号草稿箱以及群发功能,... 目录一、项目环境准备1.1 开发环境1.2 微信公众号准备二、Spring Boot 项目搭建2.1 创建

IntelliJ IDEA2025创建SpringBoot项目的实现步骤

《IntelliJIDEA2025创建SpringBoot项目的实现步骤》本文主要介绍了IntelliJIDEA2025创建SpringBoot项目的实现步骤,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家... 目录一、创建 Spring Boot 项目1. 新建项目2. 基础配置3. 选择依赖4. 生成项目5.

Linux线程之线程的创建、属性、回收、退出、取消方式

《Linux线程之线程的创建、属性、回收、退出、取消方式》文章总结了线程管理核心知识:线程号唯一、创建方式、属性设置(如分离状态与栈大小)、回收机制(join/detach)、退出方法(返回/pthr... 目录1. 线程号2. 线程的创建3. 线程属性4. 线程的回收5. 线程的退出6. 线程的取消7.

golang程序打包成脚本部署到Linux系统方式

《golang程序打包成脚本部署到Linux系统方式》Golang程序通过本地编译(设置GOOS为linux生成无后缀二进制文件),上传至Linux服务器后赋权执行,使用nohup命令实现后台运行,完... 目录本地编译golang程序上传Golang二进制文件到linux服务器总结本地编译Golang程序

Linux下删除乱码文件和目录的实现方式

《Linux下删除乱码文件和目录的实现方式》:本文主要介绍Linux下删除乱码文件和目录的实现方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录linux下删除乱码文件和目录方法1方法2总结Linux下删除乱码文件和目录方法1使用ls -i命令找到文件或目录

SpringBoot+EasyExcel实现自定义复杂样式导入导出

《SpringBoot+EasyExcel实现自定义复杂样式导入导出》这篇文章主要为大家详细介绍了SpringBoot如何结果EasyExcel实现自定义复杂样式导入导出功能,文中的示例代码讲解详细,... 目录安装处理自定义导出复杂场景1、列不固定,动态列2、动态下拉3、自定义锁定行/列,添加密码4、合并

mybatis执行insert返回id实现详解

《mybatis执行insert返回id实现详解》MyBatis插入操作默认返回受影响行数,需通过useGeneratedKeys+keyProperty或selectKey获取主键ID,确保主键为自... 目录 两种方式获取自增 ID:1. ​​useGeneratedKeys+keyProperty(推