如何利用DC-DC負(fù)載點(diǎn)穩(wěn)壓器進(jìn)行精確地限制電流？

在一些電源管理應(yīng)用中，需要精確地限制電流。無(wú)論是要保護(hù)電源（例如，中間電路電壓需要過(guò)載保護(hù)以便能夠可靠地為其他系統(tǒng)部件提供電能），還是在故障情況下保護(hù)可能由于過(guò)流而造成損壞的負(fù)載，都需要精確地限制電流。

在尋找合適的DC-DC負(fù)載點(diǎn)穩(wěn)壓器來(lái)滿足此要求時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)市面上具有可調(diào)限流功能的電壓轉(zhuǎn)換器很少見(jiàn)。可調(diào)限流功能在采用外部電源開(kāi)關(guān)的控制器設(shè)計(jì)中更加常見(jiàn)，而所有的集成解決方案很少提供此類(lèi)功能。而且，可調(diào)限流功能的精度通常不是很高。以外，DC-DC轉(zhuǎn)換器IC中的電流限制器一般只限制電源的電感電流，不會(huì)限制輸入或輸出電流。此類(lèi)集成式限流功能只是設(shè)計(jì)用來(lái)在故障條件下保護(hù)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器本身不受損。限流值高于額定最大輸出電流，有時(shí)候精度相對(duì)較低，這足以保護(hù)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器，但是通常不足以用作可調(diào)電流限制器。

圖1.需要對(duì)流入/流出開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的電流進(jìn)行限制的系統(tǒng)。

要靈活地解決此問(wèn)題，可以通過(guò)一個(gè)附加組件（例如 LTC7003 ）來(lái)添加可調(diào)的限流功能。精度可達(dá)到15%左右，具體因應(yīng)用而異。LTC7003是一款高端N溝道MOSFET靜態(tài)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器。因其具有可調(diào)限流功能和電流監(jiān)控功能，所以非常適合為常見(jiàn)的DC-DC轉(zhuǎn)換器添加限流功能。圖2所示為使用LTC7003電流限制器來(lái)監(jiān)控ADP2370的輸出電流。ADP2370是一款降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器。

圖2.通過(guò)LTC7003驅(qū)動(dòng)器組件添加的限流功能。

一般來(lái)說(shuō)，高端電流檢測(cè)放大器也可用于通過(guò)電源路徑中的電流檢測(cè)電阻測(cè)量小壓降。它們可以非常準(zhǔn)確地測(cè)量電流。但是，對(duì)于其中大部分，兩個(gè)電流檢測(cè)連接之間的允許電壓差都非常小。如果電源可能因?yàn)樨?fù)載而發(fā)生短路，那么在使用這種通用的電流檢測(cè)放大器時(shí)，檢測(cè)電阻上的電壓可能很快就會(huì)超出允許范圍。在這種情況下，最好選擇獲準(zhǔn)在電源中使用的解決方案，例如LTC7003。根據(jù)設(shè)計(jì)，LTC7003允許SENS輸入端出現(xiàn)較大電壓差。當(dāng)電流達(dá)到設(shè)置的閾值時(shí)，LTC7003還支持通過(guò)可選的N溝道MOSFET Q1來(lái)中斷電源路徑。圖3所示為帶有外部N溝道MOSFET的LTC7003解決方案在電流達(dá)到設(shè)置的閾值時(shí)中斷電源路徑。

圖3.使用LTC7003來(lái)限流的電路。

通過(guò)IMON輸出，可提供與流經(jīng)檢測(cè)電阻的電流成比例的電壓。此電壓是就系統(tǒng)接地而言，相當(dāng)于檢測(cè)電阻上的電壓乘以20倍。電壓值在0 V至1.5 V之間。此電壓可以與附加的外部運(yùn)算放大器搭配使用，以饋入至開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的反饋電路。這樣一來(lái)，DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓可以根據(jù)LTC7003檢測(cè)到的電流電平成比例降低。圖3的灰色部分電路中顯示了此選項(xiàng)。

憑借其有意義的功能，LTC7003非常適合在大量不同的系統(tǒng)中用于監(jiān)測(cè)、限制和斷開(kāi)電源線路。

LTC7003

● 寬工作 VIN 范圍：3.5V 至 60V

● 1Ω 下拉、2.2Ω 上拉用于實(shí)現(xiàn)快速接通和關(guān)斷時(shí)間及 35ns 傳播延遲

● 內(nèi)部充電泵用于提供 100% 占空比

● 短路保護(hù)

● 可調(diào)的電流跳變門(mén)限

● 電流監(jiān)視器輸出

● 自動(dòng)重啟定時(shí)器

● 漏極開(kāi)路故障標(biāo)記

● 可調(diào)的接通轉(zhuǎn)換速率

● 柵極驅(qū)動(dòng)器電源：3.5V 至 15V

● 可調(diào)的 VIN 欠壓和過(guò)壓閉鎖

● 可調(diào)的驅(qū)動(dòng)器電源 VCC 欠壓閉鎖

● 低停機(jī)電流：1μA

● CMOS 兼容型輸入

● 耐熱性能增強(qiáng)型、可耐受高電壓的 16 引腳 MSOP 封裝

編輯：hfy