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        智能電子溫度開關相關介紹

        時間:2019-11-20 15:47:49 來源:

          關于大多數選用電感的非同步整流升壓型溫度開關轉換器,其輸入和輸出之間都存在一條直流通路,如圖1所示。該通路的存在會形成兩種不良結果:其一,一旦輸出短路或嚴峻過載時間超出幾百毫秒將導致二極管(通常為肖特基二極管)過熱損壞;其二,當由于某種原因,比如人為關閉,使溫度開關振蕩電路中止作業,負載端仍然有電壓存在,只是比輸入端低一個二極管的管壓降罷了,這時輸出仍會耗費能量。除此之外,假如該殘存電壓低于負載穩態作業電壓規模,將使電路處于不承認情況。

          關于輸出電流相對較小的應用場合(小于5A),運用單片電流方式操控器和高端電流取樣技能,上述兩個問題都能夠很好地處理。在這些電路中,二極管被一同步整流溫度開關三極管替代,因此經過關閉內部溫度開關三極管就可把輸入輸出通路截斷,這樣一來,負載端對輸入端來說就呈高阻情況,而這正是所期望的成果。在正常作業情況,電路內部的高端取樣電阻對負載電流周期性地進行采樣,因此避免了因過流導致災難性結果出現。因此,內部過熱維護電路為轉換器供應了安全作業區(SAO)。

          其間MAX668是一個溫度開關操控器,由它完結升壓功用。電流反響型升壓操控器(MAX668)驅動低端邏輯電平N溝道增強型MOSFET,該溫度開關管經過低端電流取樣電阻到地。高端溫度開關是一肖特基二極管,選擇它主要是它具有低的正導游通壓降。由圖可見,升壓轉換器的拓撲基本結構未被損壞。本應用中,MAX668把3.3V電壓變為5V,負載電流可達3A。 

          其間P溝道增強型MOSFET——Q1是完結負載斷路的關鍵元件。當MAX668在關閉方式時,二極管D1仍然導通,使得MAX810L的電源端的電壓為3.3V減去二極管D1的管壓降。由于MAX810L的復位門檻電平為4.65V,因此其RESET端輸出為高電平,迫使Q1關斷,然后使負載與輸入電源斷開。MAX668經過外部反響電阻網絡設定5V輸出電壓。當輸出電壓超MAX810L的復位門檻電往常,其內部單穩電路開始作業并延時約240ms。之后,MAX810L的輸出變低,使Q1導通。

          Q1導通之后,MAX810L一貫監測輸出電壓以承認輸出是否過流。過載將會導致輸出電壓下降,當它低于MAX810L門檻電往常,MAX810L的輸出經過20μs的推遲后由高變低,然后關斷Q1并使負載斷開。由于MAX668的升壓效果,MAX810電源端電壓又會高于其門檻電平,240ms的復位推遲時間后,MAX810L輸出再次由高變低,注冊Q1并自動再次連通負載。上述進程會一貫周期性重復下去,除非移去剩余負載或將MAX668關閉使其中止作業。因此MAX810L和溫度開關Q1一同構成了一個固態溫度開關(電子保險絲)。

          MAX810L(微功耗器件)具有非平衡推挽輸出級。當對外輸出電流時,它等效于一個6kΩ電阻;當從外羅致電流時,它等效于一個125Ω的電阻。當導通或關斷Q1時,由于MAX810L的電阻阻遏了Q1的密勒電容和柵源電容快速充放電,因此使溫度開關瞬態進程得以減慢。假定Q1總的等效電容為5000pF時,則MAX810羅致電流時(等效于125Ω電阻)大電流三極管的RC電路的時間常數約為0.6μs。整個導通進程電壓瞬態照應時間大約為10RC=6μs。徹底關斷相同溫度開關Q1的時間大約是徹底導通時間的48倍。

          當外部負載或C2在啟動瞬間要羅致較大電流時,快速導通Q1可能使MAX810輸入電壓低于其復位門檻電壓然后導致復位出現,因此在圖2基礎上再添加一RC網絡以減緩其注冊進程,合適地選擇R、C可使負載銜接進程延續到幾個MAX668溫度開關作業周期,使MAX668的輸出電壓一貫高于MAX810的復位門檻電壓。假如R、C使Q1的導通時間延伸,一起也延伸了關斷時間。因此需求在電阻上并聯一肖特基二極管,以加快當負載過載時關閉Q1的進程。

          為了獲得增強型通道及較低的導通電阻,上述電路均需求選用邏輯電平操控的P溝道MOSFET,假如Q1的導通電阻值較大且在其兩頭發生較大的壓降(特別是低輸出電壓應用場合或負載離電源的距離較遠時),則應該從Q1漏極點反響電壓調度輸出。設計電路時,有必要最小化寄生參數一起細心考慮電路布局。運用一個SOT23封裝的低電壓模仿溫度開關(MAX4544)可完結上述遠端調度,該溫度開關受控于MAX810L的輸出,如圖4所示。

          依據MAX4544產品參數,其最低作業電壓為2.7V。由于輸入電壓為3.3V,而肖特基的正向管壓降為0.3V,因此即便該升壓轉換處于關閉方式,MAX4544(及MAX810)也處于作業情況。此時,MAX810輸出高電平,MAX4544的公共端COM與其常開始NO(Q1的源極)相連。當MAX668使能時,與MAX4544公共端相連的電阻網絡為MAX668供應反響電壓。由于5V電壓時MAX4544的導通電阻最大可達60Ω,因此為了得到最小輸出電壓差錯,反響電阻的取值應該很大。由于3V作業電壓時,MAX4544的導通電阻僅為120Ω,因此溫度開關MAX4544引進的差錯電壓很小,即便低輸出電壓也是如此。

          當使能升壓轉換器,且其輸出電壓超過MAX810的復位門檻電平并經過復位推遲后,MAX810的輸出將由高變低,使Q1導通,連通負載。一起,MAX810輸出的低電平使MAX4544的COM端與NC端(常閉端)接通,使得反響電阻由Q1的源極切換至Q1的漏極,然后允許從遠離轉換器的負載端對輸出電壓進行調度。

          上述MAX4544的溫度開關進程也把MAX810的輸入端從Q1的源極切換到Q1的漏極,這樣一來,MAX810能夠用來監測負載是否過載。

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