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什么叫做電源輸出電流的限流效果？資料下載

1947089 2021-03-28 | pdf | 190.09KB | 次下載 | 2積分

資料介紹

工程師在開發(fā)電路項(xiàng)目時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到一些電源電路設(shè)計(jì)的需求，比如在智能家居的新風(fēng)系統(tǒng)項(xiàng)目中，由于

PM2.5傳感器的工作電源為5.0V
單片機(jī)的工作電源為5.0V
WIFI射頻模塊的工作電源為5.0V
電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的工作電源為5.0V

所以在設(shè)計(jì)電源電路時(shí)，工程師一般會(huì)選擇將輸入的直流DC12V或者DC24V轉(zhuǎn)換成5.0V，用以提供其他電路系統(tǒng)的工作電源。

圖1：電路系統(tǒng)

對(duì)于將不同輸入電壓轉(zhuǎn)換成5.0V輸出的電路，工程師都很容易設(shè)計(jì)出相應(yīng)的方案與詳細(xì)原理圖。具體的方案可以參考：（1）如果在不考慮功耗的條件下，工程師可以選擇78M05電源芯片實(shí)現(xiàn)；（2）如果需要實(shí)現(xiàn)輸出電壓可調(diào)的功能，工程師可以選擇LM2734電源芯片實(shí)現(xiàn)；（3）如果需要帶有使能（Enable）的功能，工程師也可以選擇ME2108電源芯片機(jī)實(shí)現(xiàn)。雖然這些78M05、LM2734以及ME2108型號(hào)的電源芯片設(shè)計(jì)方案，都能滿足5.0V的電壓輸出要求，但卻有一個(gè)功能無(wú)法提供，即無(wú)法控制電源的輸出電流大小，以達(dá)到限流的效果。 什么叫做設(shè)定電源的輸出電流大?。炕蛘呤裁唇凶鲭娫摧敵鲭娏鞯南蘖餍Ч?？可以列舉案例說(shuō)明

電路項(xiàng)目案例

78M05電源芯片輸出5.0V電壓與1.5A電流，同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)不同的A負(fù)載與B負(fù)載，其中A負(fù)載的消耗電流為0.6A，B負(fù)載的消耗電流為0.4A。

顯然在此電路應(yīng)用中，78M05電源芯片的功能可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求；但若由于A負(fù)載過(guò)載過(guò)流，消耗的電流大于0.6A，例如達(dá)到1.2A；此時(shí)A負(fù)載與B負(fù)載總計(jì)消耗的電流1.2A+ 0.4A=1.6A，超過(guò)了78M05電源芯片最大的輸出電流1.5A，進(jìn)而影響B(tài)負(fù)載的正常工作。

圖２：項(xiàng)目案例

此項(xiàng)目案例中，為了使A負(fù)載與B負(fù)載在工作中互不產(chǎn)生影響，互不干涉，工程師需要在78M05電源芯片輸出電路中，引入限流功能，比如：

在78M05電源芯片驅(qū)動(dòng)A負(fù)載電路中，引入0.8A的限流功能，使A負(fù)載最大的工作消耗電流只能被限流在0.8A；
在78M05電源芯片驅(qū)動(dòng)B負(fù)載電路中，引入0.5A的限流功能，使B負(fù)載最大的工作消耗電流只能被限流在0.5A。

加入限流功能，即使A負(fù)載出現(xiàn)過(guò)載過(guò)流問題，也不會(huì)影響B(tài)負(fù)載的正常工作；同樣即使B負(fù)載出現(xiàn)過(guò)載過(guò)流問題，也不會(huì)影響A負(fù)載的正常工作；這樣就達(dá)到了A負(fù)載與B負(fù)載互不影響、互不干涉的效果，增加了電路系統(tǒng)的工作可靠性。 那么針對(duì)這個(gè)電源芯片限流的功能問題，工程師該如何去解決？有沒有一個(gè)比較成熟的電路方案能達(dá)到此要求？ 答案是肯定的，BL2554限流開關(guān)芯片及其應(yīng)用方案就能很好地解決此類問題

BL2554限流開關(guān)芯片基本電路特性

BL2554芯片作為限流開關(guān)類型的芯片，主要作用就是可以通過(guò)調(diào)節(jié)外部的電阻阻值大小，設(shè)定輸出的電流大小；其引腳定義圖

圖3：BL2554引腳定義圖 BL2554引腳定義

Pin 1引腳VOUT：芯片的電壓電流輸出引腳；

Pin 2引腳GND：芯片的參考地引腳；

Pin 3引腳ISET：芯片的限流設(shè)置功能引腳；

Pin 4引腳ON：芯片的使能（Enable）控制引腳；

Pin 5引腳VIN：芯片的電壓輸入引腳；

其中芯片的輸入電壓范圍為2.5V~5.5V，限制的電流范圍為0.15A~1.3A；由于輸入VIN與輸出VOUT之間損耗電阻阻值大約為250mΩ，因此輸入與輸出之間的電壓幾乎相等；輸入電壓為5.0V，輸出電壓也為5.0V；輸入電壓為3.3V，輸出電壓也為3.3V；請(qǐng)忽略250mΩ電阻兩端產(chǎn)生的壓降差。

如何設(shè)定BL2554限流開關(guān)芯片的輸出電流

如何設(shè)定BL2554限流開關(guān)芯片的輸出電流大小呢？這是工程師在應(yīng)用此類方案時(shí)最核心關(guān)注的問題。

在BL2554芯片的基本電路特性中，限流功能主要是通過(guò)設(shè)置調(diào)節(jié)Pin 3引腳ISET的電阻阻值來(lái)實(shí)現(xiàn)；具體的對(duì)應(yīng)關(guān)系

圖４：BL2554應(yīng)用電路圖

R4電阻阻值53K，芯片輸出的電流限制在0.5A；
R4電阻阻值25K，芯片輸出的電流限制在1.0A；
R4電阻阻值20K，芯片輸出的電流限制在1.3A；
R4電阻阻值51K，芯片輸出的電流限制在520mA；
R4電阻阻值30K，芯片輸出的電流限制在873mA；

工程師利用此電阻阻值的變化，就可以調(diào)節(jié)輸出電流的限流大小。

BL2554芯片的項(xiàng)目應(yīng)用

在了解完BL2554芯片的電路特點(diǎn)之后，工程師就可以解決項(xiàng)目實(shí)際開發(fā)中存在的問題。還是以78M05電源芯片的項(xiàng)目案例說(shuō)明：

圖5：BL2554應(yīng)用系統(tǒng)圖

在78M05電源芯片輸出端與A負(fù)載和B負(fù)載之間，加入BL2554限流開關(guān)芯片，就可以實(shí)現(xiàn)A負(fù)載與B負(fù)載互不影響、互不干涉的效果。當(dāng)A負(fù)載的工作電流超過(guò)BL2554芯片的限流電流873mA，BL2554芯片就會(huì)關(guān)閉輸出，使A負(fù)載停止工作，從而達(dá)到保護(hù)78M05電源芯片的作用，進(jìn)而達(dá)到不會(huì)影響B(tài)負(fù)載的工作效果；B負(fù)載工作原理與之類似。

最后的結(jié)語(yǔ)

研究BL2554芯片特性，雖然能解決部分的電路設(shè)計(jì)問題，但與此同時(shí)也發(fā)現(xiàn)它也存在一些不足之處

BL2554芯片的工作電壓，只有2.5V~5.5V，對(duì)于其他電壓等級(jí)如12V或者24V的電路項(xiàng)目，則不適用；
BL2554芯片的限流設(shè)定，沒有具體的量化計(jì)算公式，只是給出部分的電阻阻值與電流對(duì)應(yīng)關(guān)系，技術(shù)參數(shù)資料還有待完善；
BL2554芯片的本質(zhì)是一個(gè)MOS管，工程師也可根據(jù)項(xiàng)目的應(yīng)用需求，使用分立的MOS管搭建屬于自己的限流開關(guān)電路。