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在设计任何系统时,我们通常必须设计电源以满足我们的要求。一种非常流行的解决方案是采用开关模式电源(或 SMPS),因为它们的效率非常高。然而,在保持低成本的同时设计 SMPS 非常具有挑战性,更不用说通过开关稳压器产生不稳定环路的风险了。在任何电力系统中,总是存在输出短路的风险。在这种情况下,有必要保护系统不因电流增加而损坏。
虽然我们可以使用多个电路来保护系统免受损坏,但我们也可以使用几个电阻器、一个传输晶体管和一个电压基准来解决这个问题。这个整体解决方案非常具有成本效益,并且需要的板上空间最小。
图 1 中的电路显示了一个电流限制器,其中一个检测电阻器与传输晶体管串联。ATL431是一种可调节并联稳压器,可反馈到传输晶体管和输入端,控制限流动作。当系统连接输出时,汲取的电流将开始在 R CL电阻器上产生电压。当R CL处的电压达到2.5V 时,将使ATL431导通。这反过来又会降低传输晶体管的基极发射极上的电压,从而有效地限制可以汲取的电流。
图 1:电源电流限制器
为了准确选择无源元件,我建议使用ATL431 的最小工作条件和我们想要的最大电流。最佳做法是使用低于电源绝对最大条件的电流。对于此示例,让我们使用 50mA 作为最大值(等式 1):
我们可以使用这些条件来计算 R1 并为我们的传输晶体管获得适当的 β。我们将使用 7V 作为输入电压,因为我们需要足够的开销来提供输出电压,而 100 作为我们的 β。我们还假设该系统的输出需要为 3V(等式 2):
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