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UC3832/3 改进线性稳压电源的功能

过电流保护方式的基本类型与存在的问题常用的过电流保护方式主要有限流型、减流型和截止型三种。限流型的特点是:当负载电流达到限流值时,稳压电源进入恒流状态将负载电流限制在限流值。这种电路的优点是相…

  过电流维护办法的根本类型与存在的问题

  常用的过电流维护办法首要有限流型、减流型和截止型三种。

  限流型的特点是:当负载电流到达限流值时,稳压电源进入恒流状况将负载电流约束在限流值。这种电路的长处是相对简略完成而且可以完成全载发动。其最大缺陷是在过电流维护状况下,电源调整管将接受限流值电流与输入电源电压所发生的过火损耗。为保证电源调整管在过电流时不被损坏,需以过电流维护状况下的功耗为挑选电源调整管和热规划的根据,这将会使稳压电源的本钱、体积和分量添加,可靠性下降。

  截止型的特点是:当负载电流到达限流值时,过电流维护电路使稳压电源进入截止状况,并不再康复,使稳压电源与负载得到有用的维护。其长处是此刻电源调整管的功耗为零。其最大缺陷是:冲击性负载简略使稳压电源发生误动作进入过电流维护状况,而一旦进入过电流维护状况,即便过电流状况免除,也不能主动复位。

  减流型的特点是:稳压电源进入过电流维护状况后,输出电流随输出电压而减小,可使电源调整管的损耗即便在过流维护时也不至于过大,其典型运用如三端集成稳压器。这种过电流维护办法虽然在许多场合下很适用,但在全载恒流特性和大多数模拟和数字电路的电源特性下可能会发生latch up效应,即输出电压被锁定在低于正常稳压值的低电压上不能正常发动。为保证冲击性负载或全载恒流发动,有必要在过流维护点和正常最大作业电流之间设置较大的裕量,简略使过电流的负载因没有得到电源的维护而烧坏。

  组合型过电流维护办法

  线性稳压电源的最佳维护办法应该既具有像限流型维护那样的发动和主动复位特性,又具有像截止型过电流维护那样在过流维护后电源调整管的低功率损耗,为此,提出组合型过电流维护办法。

  线性稳压电源对组合型过电流维护的根本要求是:在电源上电时,以限流维护办法发动,以保证在冲击性负载时能顺畅发动;稳压电源正常作业后,如呈现过电流,则维护电路首要进入限流维护状况,以消除瞬时冲击电流的影响;若在约束时刻内仍处于过电流状况,则维护电路认定为毛病过流,并进入截止型维护状况;必守时刻后(如限流维护限时的20~30倍的时刻)从头康复限流维护状况,如此刻负载康复正常,则稳压电源应能正常发动,如过电流毛病仍旧,维护电路则再一次进入截止状况,如图1所示。在这种过电流维护状况下,电源调整管的损耗为限流型的1/20~1/30。过流维护电路会守时检测负载过电流是否免除,一旦检测到负载电流小于限流维护值,即康复正常的输出电压。

  组合型过电流维护的完成

  完成线性稳压电源组合型过电流维护的最简略办法便是运用专用集成电路UC3832/3。

  UC3832/3电路原理

  除具有线性稳压电路操控IC内部电源的基准、差错放大器和驱动级所有必要的功用单元外,最首要的是UC3832/3具有开关型过电流维护功用,其原理框图及辅佐电路如图2和图3所示,在此仅介绍过电流维护原理。

  限流放大器(CSAMP)设置为130mV偏置电压,当输入端电压在130mV以下时,限流放大器不作业,稳压电源作业在稳压状况。当负载过电流或短路时,经过限流放大器的驱动器、外接电源调整管及电流检测电阻Rs的闭环操控,使限流放大器的输入端+Vin与C/S(-)之间的电压约束在130mV,即限流电源调整管输入电流(近似为输出电流)是:

  限流比较器(CSCOMP)设置为100mV偏置电压,与限流放大器共用输入端。因为限流比较器的偏置电压低30mV,保证了限流比较器先于限流放大器动作,以保证开关型过电流维护功用的完成。一旦限流比较器输入端的电压差大于100mV,即呈现过电流时,限流比较器输出由高电位变为低电位。守时器开端作业,稳压电源进入过电流维护状况。当过电流免除后,限流比较器输入端的电压差小于100mV,限流比较器输出高电位将守时器封闭。这时稳压电源作业在正常稳压状况。

  当受限流比较器操控的守时器作业后,其内部恒流源向TRC端电容器充电。在守时电容CT的充电电压低于1.8V时,守时器输出低电位,稳压电源作业在限流状况;当CT的充电电压到达1.8V时,守时器内部的恒流源关断,CT经过与其并联的电阻RT放电,守时器输出高电位驱动T1导通,使电路的输出级截止,将电源调整管关断,稳压电源作业在截止状况;当放电电压到达0.9V时,守时器内部恒流源从头对CT充电并输出低电位使T1关断,稳压电源从头作业在限流作业状况。如负载继续过电流或短路,稳压电源的这种限流状况将循环往复地循环,当负载过电流免除后,稳压电源将从限流状况康复到正常状况。UC3832 与UC3833不同的是UC3832的限流放大器的偏置电压可外置从130~300mV,发动能力强。UC3833适于驱动PNP晶体管、P沟道FET,UC3832适于驱动NPN晶体管、N沟道FET。

  大电流低输入/输出压差的完成

  尽可能减小电源调整管的最小输入/输出压差对进步电源功率和尽可能下降最小输入电压有着重要意义,低压差(一般界说为:Vinmin-Vout≤1V)意味着稳压电源功能的进步。在UC3832/3中,其最小输入/输出压差为电源调整管的饱满压降Vsat,或是导通电阻Rds(on)与流过的电流Io的乘积。双极型晶体管可以低于1V(但高于0.5V),而功率FET则很简略完成0.3V以下的极低输入/输出压差,如30~40V输入电压、10A的输出电流可选用IRF3205(55V、0.08W) 。

  UC3832/3的实践运用

  下面将给出图2和图3中首要元件(电源调整管、输出电容器、守时电容器、守时电阻)的参数挑选。

  电源调整管额外参数

  电源调整管的额外电压为最高输入电压,额外电流不该高于集电极/漏极的额外电流或运用电流,集电极/漏极耗散功率应大于最高输入电压与输出限流值Iolim的乘积。

  输出电容器的挑选

  输出电容器的电容量过小可能会导致输出纹波过大,而电容量过大则会呈现最重恒流负载时不能发动,因而输出电容器Cmax最大容量为:

  守时电容器的挑选

  守时电容器Ct决议发动和限流作业状况的时刻,Ct与导通时刻Ton的关系为:

  其间Ton和Ct单位分别为s和F。

  导通时刻Ton由输出电压和冲击性负载的继续时刻决议,由输出电压决议的导通时刻为:

  守时电阻的挑选

  守时电阻决议过流/短路维护中的截止型维护的继续时刻。

  电源调整管在短路状况下的损耗为:

  结语

  选用UC3832/3很简略完成线性稳压电源的组合型过电流维护,在功能上优于现有的任何一种过电流电路,可以完成大电流的极低输入/输出压差稳压。

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