ADI技术文章：添加灵活的限流功能

作者：ADI公司　Frederik Dostal，现场应用工程师

问题：我可以根据负载轻松而精确地进行限流吗？

答案：可以使用限流IC进行限流。

在一些电源管理应用中，需要精确地限制电流。无论是要保护电源（例如，中间电路电压需要过载保护以便能够可靠地为其他系统部件提供电能），还是在故障情况下保护可能由于过流而造成损坏的负载，都需要精确地限制电流。

在寻找合适的DC-DC负载点稳压器来满足此要求时，我们发现市面上具有可调限流功能的电压转换器很少见。可调限流功能在采用外部电源开关的控制器设计中更加常见，而所有的集成解决方案很少提供此类功能。而且，可调限流功能的精度通常不是很高。以外，DC-DC转换器IC中的电流限制器一般只限制电源的电感电流，不会限制输入或输出电流。此类集成式限流功能只是设计用来在故障条件下保护开关稳压器本身不受损。限流值高于额定最大输出电流，有时候精度相对较低，这足以保护开关稳压器，但是通常不足以用作可调电流限制器。

图1.需要对流入/流出开关稳压器的电流进行限制的系统

要灵活地解决此问题，可以通过一个附加组件（例如LTC7003）来添加可调的限流功能。精度可达到15%左右，具体因应用而异。LTC7003是一款高端N沟道MOSFET静态开关驱动器。因其具有可调限流功能和电流监控功能，所以非常适合为常见的DC-DC转换器添加限流功能。图2所示为使用LTC7003电流限制器来监控ADP2370的输出电流。ADP2370是一款降压型DC-DC转换器。

图2.通过LTC7003驱动器组件添加的限流功能

一般来说，高端电流检测放大器也可用于通过电源路径中的电流检测电阻测量小压降。它们可以非常准确地测量电流。但是，对于其中大部分，两个电流检测连接之间的允许电压差都非常小。如果电源可能因为负载而发生短路，那么在使用这种通用的电流检测放大器时，检测电阻上的电压可能很快就会超出允许范围。在这种情况下，最好选择获准在电源中使用的解决方案，例如LTC7003。根据设计，LTC7003允许SENS输入端出现较大电压差。当电流达到设置的阈值时，LTC7003还支持通过可选的N沟道MOSFET Q1来中断电源路径。图3所示为带有外部N沟道MOSFET的LTC7003解决方案在电流达到设置的阈值时中断电源路径。

图3.使用LTC7003来限流的电路

通过IMON输出，可提供与流经检测电阻的电流成比例的电压。此电压是就系统接地而言，相当于检测电阻上的电压乘以20倍。电压值在0 V至1.5 V之间。此电压可以与附加的外部运算放大器搭配使用，以馈入至开关稳压器的反馈电路。这样一来，DC-DC转换器的输出电压可以根据LTC7003检测到的电流电平成比例降低。图3的灰色部分电路中显示了此选项。

凭借其有意义的功能，LTC7003非常适合在大量不同的系统中用于监测、限制和断开电源线路。

作者简介

Frederik Dostal曾就读于德国埃尔兰根大学微电子学专业。他于2001年开始工作，涉足电源管理业务，曾担任各种应用工程师职位，并在亚利桑那州凤凰城工作了4年，负责开关模式电源。他于2009年加入ADI公司，并在慕尼黑ADI公司担任电源管理现场应用工程师。