增加灵活的电流限制

Frederik Dostal

在某些电源管理应用中，需要精确的电流限制。这对于保护能源是必要的，例如，如果中间电路电压需要过载保护，以便它可以可靠地为其他系统部件提供能量，或者保护在故障条件下可能因过电流而造成损坏的负载。

在寻找合适的DC-DC负载点稳压器以满足这一要求时，市场上很少有具有可调限流的电压转换器。虽然可调电流限制更常见于带有外部电源开关的控制器设计，但所有集成解决方案都很少提供此类功能。此外，可调电流限值通常不具有很高的精度。此外，DC-DC转换器IC中的限流器通常只限制电感电流，而不限制电源的输入或输出电流。这种集成电流限制旨在保护开关稳压器本身在故障情况下免受破坏。电流限值高于标称规定的最大输出电流，有时精度相对较低。这足以保护开关稳压器，但通常不足以用作可调限流器。

图1.需要限制流入或流出开关稳压器的电流的系统。

此问题的一个灵活解决方案是通过一个附加组件（如 LTC7003）增加一个可调电流限值。根据应用的不同，精度可以达到约15%。LTC®7003 是一款高端 N 沟道 MOSFET 静态开关驱动器。凭借其可调电流限制和电流监控功能，它是为普通DC-DC转换器增加电流限制的理想选择。图2显示了使用LTC7003限流器监控ADP2370的输出电流。ADP2370是一款降压DC-DC转换器。

图2.通过一个 LTC7003 驱动器组件添加的电流限制。

通常，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。它们可以以非常高的精度测量电流。然而，对于大多数，两个电流检测连接之间的允许电压差非常小。当这种通用电流检测放大器用于可能因负载而发生短路的电源时，检测电阻两端的电压会迅速超出允许范围。在这种情况下，允许在电源中使用的LTC7003等解决方案更好。这里，LTC7003 的设计方式允许在 SENS 输入端产生较大的电压差。如果达到设定的电流门限，LTC7003 还提供了通过任选 N 沟道 MOSFET Q1 中断电源路径的可能性。图 3 示出了一款具有一个外部 N 沟道 MOSFET 的 LTC7003 解决方案，用于在达到设定电流门限时中断电源路径。

图3.采用 LTC7003 的电路用于限制电流。

通过IMON输出，提供与流过检测电阻的电流成比例的电压。该电压相对于系统地，对应于检测电阻两端的电压乘以系数20。电压介于0 V和1.5 V之间。该电压可与一个额外的外部运算放大器配合使用，以馈入开关稳压器的反馈电路。这样，DC-DC 转换器的输出电压就可以与 LTC7003 感测的电流水平成比例地降低。此选项如图3所示，在灰显电路中。

凭借其有趣的功能，LTC7003 适用于监视、限制和断开众多不同系统中的电源线。

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