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電子開關(guān)實現(xiàn)過流保護(hù)的原理

2022-11-03 14:48 作者:信盈達(dá)  | 我要投稿

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電子開關(guān)或稱為智能開關(guān)(Smart Switch),是一種基于集成電路技術(shù)的智能型器件,具有體積小、功耗低、響應(yīng)速度快和阻抗小的特點,可提供高可靠性的過流保護(hù),是自恢復(fù)保險絲的理想替代器件。


以AAT4610為例,其過流保護(hù)能在1μs內(nèi)完成,其響應(yīng)速度是PolySwitch的100萬倍,對瞬間尖峰電流和浪涌電流的限流作用十分明顯。因此電子開關(guān)自出現(xiàn)以后,發(fā)展極其迅速,已有不少公司推出了相應(yīng)的產(chǎn)品,如AAT公司的AAT4610,Maxim公司MAX1946,NEC公司的μPD16875、Microsemi公司的SL03-SL24系列和SM03-36系列以及USB02和USB302等,它們均可用于I/O端口的過流保護(hù)。

圖1 AAT4610引腳定義

我們?nèi)砸訟AT4610為例,說明電子開關(guān)實現(xiàn)過流保護(hù)的工作原理。AAT4610采用SOT-23塑料封裝(如圖1),5個引腳的定義見表1。

AAT4610將6V/2A的P溝道MOSFET場效應(yīng)管與柵極驅(qū)動器、電壓基準(zhǔn)、限流比較器和欠壓閉鎖電路組合在SOT-23-5封裝中(如圖2)。

其中MOSFET是一個電子開關(guān),它的通斷受比較器輸出電壓的控制,如果輸出電流大于設(shè)定電流,運算放大器AMP輸出負(fù)電壓,關(guān)斷MOSFET,停止電壓輸出,對供電電路起到保護(hù)作用。MOSFET的溝道電阻最大值僅為180mΩ,關(guān)斷模式下靜態(tài)電流為1mA。

MOSFET的工作電壓為2.7V~5.5V,輸入電壓低于2.7V時,由欠壓鎖定電路關(guān)斷MOSFET,對供電電路進(jìn)行欠壓保護(hù)。

圖2 AAT4610內(nèi)部邏輯框圖

AAT4610的應(yīng)用電路十分簡單,只要外接兩只濾波電容和一只電阻器RSET,便可實現(xiàn)過流保護(hù)功能,如下圖。

在AAT4610輸入和輸出端接入濾波電容用來消除電子開關(guān)的工作噪聲,限流電阻RSET用來設(shè)定保
護(hù)電流值。當(dāng)工作電流超出保護(hù)電流值時,輸出電壓立即下降到0伏,其反應(yīng)時間約為800ns。引腳
4是使能端,從外部輸入一個2.5V以上的電壓即可讓其工作,否則AAT4610將不起保護(hù)作用。


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