線性穩(wěn)壓器IC的過(guò)電流保護(hù)與過(guò)熱保護(hù)
BDxxIC0系列具有過(guò)電流保護(hù)(OCP)和過(guò)熱保護(hù)(TSD)功能。本文將介紹其過(guò)電流保護(hù)功能,下一篇將介紹其過(guò)熱保護(hù)功能。
線性穩(wěn)壓器IC的過(guò)電流保護(hù)(OCP)
線性穩(wěn)壓器IC配備了過(guò)電流保護(hù)(OCP:over current protection)電路,以防止當(dāng)輸出端與GND短路時(shí)流過(guò)的過(guò)電流導(dǎo)致IC損壞。該保護(hù)功能旨在防止IC損壞,但并非用來(lái)保護(hù)供電對(duì)象IC或應(yīng)用設(shè)備。如果要保護(hù)設(shè)備,則需要配備保險(xiǎn)絲或其他限流器件。
BDxxIC0系列的過(guò)電流保護(hù)特性如下圖所示,因其呈“フ”形特性,常被稱(chēng)為”折返(foldback)特性”。圖中的A點(diǎn)為過(guò)電流保護(hù)功能啟動(dòng)時(shí)的電流值,參考值約為2A。過(guò)電流檢測(cè)值存在一定波動(dòng),但其下限值不會(huì)低于技術(shù)規(guī)格書(shū)中推薦的輸出電流最大值(BDxxIC0系列為1A)。當(dāng)然,若輸出電流在低于最大值時(shí)被限流,將導(dǎo)致無(wú)法滿足產(chǎn)品規(guī)格要求。
如圖所示,當(dāng)檢測(cè)到過(guò)電流時(shí)(A點(diǎn)),電流折返電路將啟動(dòng),輸出電壓會(huì)逐漸下降。隨著輸出電壓的下降,反復(fù)進(jìn)行電流限制動(dòng)作,最終達(dá)到B點(diǎn)。B點(diǎn)電流即為輸出短路電流。B點(diǎn)的功率損耗較小且發(fā)熱量低,因此能夠有效保護(hù)IC免受損壞。該狀態(tài)將持續(xù)直到過(guò)電流原因消除為止。過(guò)電流狀態(tài)解除后,輸出電壓將自動(dòng)恢復(fù)。
當(dāng)輸出電流超過(guò)推薦輸出電流最大值直至達(dá)到過(guò)電流保護(hù)檢測(cè)值之前,IC將發(fā)揮線性穩(wěn)壓器的作用,但由于超過(guò)了推薦的輸出電流最大值,其電氣特性將無(wú)法得到保證。另外,若持續(xù)在超出容許損耗的狀態(tài)下運(yùn)行,過(guò)熱保護(hù)電路將啟動(dòng)并關(guān)閉輸出。
線性穩(wěn)壓器IC的過(guò)熱保護(hù)(TSD)
過(guò)熱保護(hù)(TSD:Thermal Shut down)是一種旨在防止因穩(wěn)壓器IC輸出短路或功率損耗增大導(dǎo)致IC芯片溫度(結(jié)溫)超過(guò)最大額定值、從而避免IC因過(guò)熱而損壞的保護(hù)功能。該功能與過(guò)電流保護(hù)功能一樣,并非用來(lái)保護(hù)供電對(duì)象IC或應(yīng)用設(shè)備免受過(guò)熱影響。
BDxxIC0系列的過(guò)熱保護(hù)電路會(huì)在芯片溫度超過(guò)約175℃(參考值)時(shí)關(guān)閉線性穩(wěn)壓器的輸出,通過(guò)切斷輸出電流來(lái)停止芯片發(fā)熱,從而實(shí)現(xiàn)降溫(參見(jiàn)下圖)。檢測(cè)過(guò)熱狀態(tài)的溫度存在一定波動(dòng),但不會(huì)低于結(jié)溫的最大額定值(BDxxIC0系列為150℃)。
當(dāng)芯片溫度降至約160°C時(shí),將再次開(kāi)啟輸出并開(kāi)始提供輸出電流。在消除導(dǎo)致芯片溫度升高的原因之前,將反復(fù)進(jìn)行輸出開(kāi)啟和關(guān)閉的動(dòng)作。雖然該狀態(tài)持續(xù)不會(huì)導(dǎo)致IC立即損壞,但長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行就可能導(dǎo)致性能劣化甚至損壞,所以請(qǐng)務(wù)必采取相應(yīng)的規(guī)避措施。
線性穩(wěn)壓器IC的輸入輸出等效電路
接下來(lái)介紹最后一個(gè)項(xiàng)目,也就是關(guān)于線性穩(wěn)壓器輸入輸出等效電路的內(nèi)容。
下面是BDxxIC0系列可變輸出型和固定輸出型的輸入與輸出等效電路圖。通過(guò)等效電路圖,可以大致了解各引腳間的內(nèi)部連接、輸出級(jí)電路和輸入級(jí)電路的基本結(jié)構(gòu)等整體架構(gòu)。當(dāng)然,實(shí)際電路會(huì)更加復(fù)雜,但等效電路有助于了解產(chǎn)品特性和行為。
可變輸出型與固定輸出型的區(qū)別在于:可變輸出型需外置輸出電壓設(shè)置電阻,而固定輸出型則是內(nèi)置輸出電壓設(shè)置電阻(R1和R2)。內(nèi)置的電阻值與可變型的外置電阻的值基本一致。
等效電路并非必須考慮的因素,但可作為深化理解的參考資料使用。
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