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巴斯曼BUSSMANN熔斷器

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在正常工作狀態(tài)，電路內(nèi)部的高端取樣電阻對(duì)負(fù)載電流周期性地進(jìn)行采樣，因此避免了因過流導(dǎo)致災(zāi)難性后果出現(xiàn)。因此，內(nèi)部過熱保護(hù)電路為變換器提供了安全工作區(qū)(SAO)。其中MAX668是一個(gè)開關(guān)控制器，由它完成升壓功能。電流反饋型升壓控制器(MAX668)驅(qū)動(dòng)低端邏輯電平N溝道增強(qiáng)型MOSFET，該開關(guān)管通過低端電流取樣電阻到地。高端開關(guān)是一肖特基二極管，選擇它主要是它具有低的正向?qū)▔航怠Ｓ蓤D可見，升壓變換器的拓?fù)浠窘Y(jié)構(gòu)未被破壞。本應(yīng)用中，MAX668把3.3V電壓變?yōu)?V，負(fù)載電流可達(dá)3A。
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其中P溝道增強(qiáng)型MOSFET--Q1是實(shí)現(xiàn)負(fù)載斷路的關(guān)鍵元件。當(dāng)MAX668在關(guān)閉模式時(shí)，二極管D1仍然導(dǎo)通，使得MAX810L的電源端的電壓為3.3V減去二極管D1的管壓降。由于MAX810L的復(fù)位門檻電平為4.65V，因此其RESET端輸出為高電平，迫使Q1關(guān)斷，從而使負(fù)載與輸入電源斷開。MAX668通過外部反饋電阻網(wǎng)絡(luò)設(shè)定5V輸出電壓。當(dāng)輸出電壓超MAX810L的復(fù)位門檻電平時(shí)，其內(nèi)部單穩(wěn)電路開始工作并延時(shí)約240ms。之后，MAX810L的輸出變低，使Q1導(dǎo)通。Q1導(dǎo)通之后，MAX810L一直監(jiān)測(cè)輸出電壓以確定輸出是否過流。過載將會(huì)導(dǎo)致輸出電壓下降，當(dāng)它低于MAX810L門檻電平時(shí)，MAX810L的輸出經(jīng)過20μs的延遲后由高變低，從而關(guān)斷Q1并使負(fù)載斷開。
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MAX810L(微功耗器件)具有非平衡推挽輸出級(jí)。當(dāng)對(duì)外輸出電流時(shí)，它等效于一個(gè)6kΩ電阻;當(dāng)從外汲取電流時(shí)，它等效于一個(gè)125Ω的電阻。當(dāng)導(dǎo)通或關(guān)斷Q1時(shí)，由于MAX810L的電阻阻止了Q1的密勒電容和柵源電容快速充放電，因此使開關(guān)瞬態(tài)過程得以減慢。假定Q1總的等效電容為5000pF時(shí)，則MAX810汲取電流時(shí)(等效于125Ω電阻)大電流三極管的RC電路的時(shí)間常數(shù)約為0.6μs。整個(gè)導(dǎo)通過程電壓瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間大約為10RC=6μs。完全關(guān)斷同樣開關(guān)Q1的時(shí)間大約是完全導(dǎo)通時(shí)間的48倍。
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當(dāng)外部負(fù)載或C2在啟動(dòng)瞬間要汲取較大電流時(shí)，快速導(dǎo)通Q1可能使MAX810輸入電壓低于其復(fù)位門檻電壓從而導(dǎo)致復(fù)位出現(xiàn)，因此在圖2基礎(chǔ)上再增加一RC網(wǎng)絡(luò)以減緩其開通過程，合適地選擇R、C可使負(fù)載連接過程延續(xù)到幾個(gè)MAX668開關(guān)工作周期，使MAX668的輸出電壓一直高于MAX810的復(fù)位門檻電壓。假如R、C使Q1的導(dǎo)通時(shí)間延長(zhǎng)，同時(shí)也延長(zhǎng)了關(guān)斷時(shí)間。因此需要在電阻上并聯(lián)一肖特基二極管，以加速當(dāng)負(fù)載過載時(shí)關(guān)閉Q1的進(jìn)程。為了獲得增強(qiáng)型通道及較低的導(dǎo)通電阻，上述電路均需要采用邏輯電平控制的P溝道MOSFET，如果Q1的導(dǎo)通電阻值較大且在其兩端產(chǎn)生較大的壓降(特別是低輸出電壓應(yīng)用場(chǎng)合或負(fù)載離電源的距離較遠(yuǎn)時(shí))，則應(yīng)該從Q1漏極端反饋電壓調(diào)節(jié)輸出。
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設(shè)計(jì)電路時(shí)，必須最小化寄生參數(shù)同時(shí)仔細(xì)考慮電路布局。利用一個(gè)SOT23封裝的低電壓模擬開關(guān)(MAX4544)可實(shí)現(xiàn)上述遠(yuǎn)端調(diào)節(jié)，該開關(guān)受控于MAX810L的輸出，根據(jù)MAX4544產(chǎn)品參數(shù)，其最低工作電壓為2.7V。由于輸入電壓為3.3V，而肖特基的正向管壓降為0.3V，因此即使該升壓變換處于關(guān)閉模式，MAX4544(及MAX810)也處于工作狀態(tài)。此時(shí)，MAX810輸出高電平，MAX4544的公共端COM與其常開端NO(Q1的源極)相連。當(dāng)MAX668使能時(shí)，與MAX4544公共端相連的電阻網(wǎng)絡(luò)為MAX668提供反饋電壓。由于5V電壓時(shí)MAX4544的導(dǎo)通電阻最大可達(dá)60Ω，因此為了得到最小輸出電壓誤差，反饋電阻的取值應(yīng)該很大。