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2018年03月02日 | 利用自动复位电路保护辅助输出
2018-03-02 来源：eefocus
很多产品要求辅助直流输出为外部器件或子系统提供电源。如果这些子系统是热连接的，一定要保护 辅助输出 免于短路。采用熔丝的方案反应是迟钝的，并且导致内部直流电压轨电压下降，可能影响到主系统。
如图所示的电路，提供了脉冲电流将其限制在非常低的成本。它可以处理输出的瞬间或持续短路。输入范围的影响仅仅是很小的干扰(glitch)(在数百微秒内的几百毫伏)。U1是施密特触发脉冲反相器(74HC14)，Q2是开关，而RSENSE是电流感应电阻。对该电路而言，VIN=12 V，并且该电路被设计成负载电流最大为0.6A。
在通常条件下(负载电流小于500mA)Q1关闭，V1=0 V，V2=0V，C1放电，而V3=5V，Q3、Q2打开，并且VOUT=12V。
如果负载电流上升到大于0.6A，Q1打开，V1增大，而C1在很小的时间常数(C1×R1)下通过D1充电。当V2增大到大于74HC14的断路点上限时，V3下降，并且Q3、Q2关闭，而负载电流变为零。然后，Q1关闭，V1开始下降，而C1在较大的时间常数(C1×R2)下放电。在较长的周期(依赖于C1和R2)以后，V2变低，V3的开关变高，而串联的开关管(Q2)打开。
如果持续短路，该脉冲开关连续打开和关闭。对于高电流的应用而言，RSENSE上的功耗成为问题。所以，Q1可以用高端电流传感器来代替，该传感器有放大作用(类似Zetex的ZXCT1021)，具有适当的电路改进。D2是用于当电源被关闭时C1放电的保护二极管。Q2具有足够的额定电流(4到5A)。设计师也可以考虑施密特触发器短路点的容差。Q2也可以用P沟道MOSFET来代替，从而具有更低的正向压降。对更高的电压(例如24V)，MOSFET栅-源应该被保护：其不可以超过齐纳二极管的击穿电压。
当输出被1Ω电阻短路时，得到的V2是2到3.2V之间的锯齿波，其上升时间是500μs，延迟时间是1s。输出电流脉冲的幅度大约是1.5A持续500μs，而在输入幅度的干扰是0.2V持续500μs。C1可以是一个较低的值(如0.47μF)，以此来减小短路电流的脉冲宽度。
史海拾趣
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