你的位置:首頁 > 電路保護 > 正文

普通的5V電源電路,如何設計它的限流功能?

發(fā)布時間:2020-02-24 責任編輯:lina

【導讀】雖然這些78M05、LM2734以及ME2108型號的電源芯片設計方案,都能滿足5.0V的電壓輸出要求,但卻有一個功能無法提供,即無法控制電源的輸出電流大小,以達到限流的效果。
 
工程師在開發(fā)電路項目時,經(jīng)常會遇到一些電源電路設計的需求,比如在智能家居的新風系統(tǒng)項目中,由于
 
PM2.5傳感器的工作電源為5.0V
單片機的工作電源為5.0V
WIFI射頻模塊的工作電源為5.0V
電機驅(qū)動芯片的工作電源為5.0V
 
所以在設計電源電路時,工程師一般會選擇將輸入的直流DC12V或者DC24V轉(zhuǎn)換成5.0V,用以提供其他電路系統(tǒng)的工作電源。
 
普通的5V電源電路,如何設計它的限流功能?
圖1:電路系統(tǒng)
 
對于將不同輸入電壓轉(zhuǎn)換成5.0V輸出的電路,工程師都很容易設計出相應的方案與詳細原理圖。具體的方案可以參考:
(1)如果在不考慮功耗的條件下,工程師可以選擇78M05電源芯片實現(xiàn);
(2)如果需要實現(xiàn)輸出電壓可調(diào)的功能,工程師可以選擇LM2734電源芯片實現(xiàn);
(3)如果需要帶有使能(Enable)的功能,工程師也可以選擇ME2108電源芯片機實現(xiàn)。
 
雖然這些78M05、LM2734以及ME2108型號的電源芯片設計方案,都能滿足5.0V的電壓輸出要求,但卻有一個功能無法提供,即無法控制電源的輸出電流大小,以達到限流的效果。
 
什么叫做設定電源的輸出電流大???或者什么叫做電源輸出電流的限流效果?可以列舉案例說明
電路項目案例
 
78M05電源芯片輸出5.0V電壓與1.5A電流,同時驅(qū)動兩個不同的A負載與B負載,其中A負載的消耗電流為0.6A,B負載的消耗電流為0.4A。
 
顯然在此電路應用中,78M05電源芯片的功能可以達到設計要求;但若由于A負載過載過流,消耗的電流大于0.6A,例如達到1.2A;此時A負載與B負載總計消耗的電流1.2A+ 0.4A=1.6A,超過了78M05電源芯片最大的輸出電流1.5A,進而影響B(tài)負載的正常工作。
 
普通的5V電源電路,如何設計它的限流功能?
圖2:項目案例
 
此項目案例中,為了使A負載與B負載在工作中互不產(chǎn)生影響,互不干涉,工程師需要在78M05電源芯片輸出電路中,引入限流功能,比如:
在78M05電源芯片驅(qū)動A負載電路中,引入0.8A的限流功能,使A負載最大的工作消耗電流只能被限流在0.8A;
 
在78M05電源芯片驅(qū)動B負載電路中,引入0.5A的限流功能,使B負載最大的工作消耗電流只能被限流在0.5A。
 
加入限流功能,即使A負載出現(xiàn)過載過流問題,也不會影響B(tài)負載的正常工作;同樣即使B負載出現(xiàn)過載過流問題,也不會影響A負載的正常工作;這樣就達到了A負載與B負載互不影響、互不干涉的效果,增加了電路系統(tǒng)的工作可靠性。
 
那么針對這個電源芯片限流的功能問題,工程師該如何去解決?有沒有一個比較成熟的電路方案能達到此要求?
 
答案是肯定的,BL2554限流開關芯片及其應用方案就能很好地解決此類問題
BL2554限流開關芯片基本電路特性
 
BL2554芯片作為限流開關類型的芯片,主要作用就是可以通過調(diào)節(jié)外部的電阻阻值大小,設定輸出的電流大??;其引腳定義圖
 
普通的5V電源電路,如何設計它的限流功能?
圖3:BL2554引腳定義圖
 
BL2554引腳定義
Pin 1引腳VOUT:芯片的電壓電流輸出引腳;
Pin 2引腳GND:芯片的參考地引腳;
Pin 3引腳ISET:芯片的限流設置功能引腳;
Pin 4引腳ON:芯片的使能(Enable)控制引腳;
Pin 5引腳VIN:芯片的電壓輸入引腳;
 
其中芯片的輸入電壓范圍為2.5V~5.5V,限制的電流范圍為0.15A~1.3A;由于輸入VIN與輸出VOUT之間損耗電阻阻值大約為250mΩ,因此輸入與輸出之間的電壓幾乎相等;
輸入電壓為5.0V,輸出電壓也為5.0V;
輸入電壓為3.3V,輸出電壓也為3.3V;
請忽略250mΩ電阻兩端產(chǎn)生的壓降差。
 
如何設定BL2554限流開關芯片的輸出電流
如何設定BL2554限流開關芯片的輸出電流大小呢?這是工程師在應用此類方案時最核心關注的問題。
 
在BL2554芯片的基本電路特性中,限流功能主要是通過設置調(diào)節(jié)Pin 3引腳ISET的電阻阻值來實現(xiàn);具體的對應關系
 
普通的5V電源電路,如何設計它的限流功能?
圖4:BL2554應用電路圖
 
R4電阻阻值53K,芯片輸出的電流限制在0.5A;
R4電阻阻值25K,芯片輸出的電流限制在1.0A;
R4電阻阻值20K,芯片輸出的電流限制在1.3A;
R4電阻阻值51K,芯片輸出的電流限制在520mA;
R4電阻阻值30K,芯片輸出的電流限制在873mA;
工程師利用此電阻阻值的變化,就可以調(diào)節(jié)輸出電流的限流大小。
 
BL2554芯片的項目應用
在了解完BL2554芯片的電路特點之后,工程師就可以解決項目實際開發(fā)中存在的問題。還是以78M05電源芯片的項目案例說明:
 
普通的5V電源電路,如何設計它的限流功能?
圖5:BL2554應用系統(tǒng)圖
 
在78M05電源芯片輸出端與A負載和B負載之間,加入BL2554限流開關芯片,就可以實現(xiàn)A負載與B負載互不影響、互不干涉的效果。
當A負載的工作電流超過BL2554芯片的限流電流873mA,BL2554芯片就會關閉輸出,使A負載停止工作,從而達到保護78M05電源芯片的作用,進而達到不會影響B(tài)負載的工作效果;B負載工作原理與之類似。
最后的結(jié)語
研究BL2554芯片特性,雖然能解決部分的電路設計問題,但與此同時也發(fā)現(xiàn)它也存在一些不足之處
BL2554芯片的工作電壓,只有2.5V~5.5V,對于其他電壓等級如12V或者24V的電路項目,則不適用;
 
BL2554芯片的限流設定,沒有具體的量化計算公式,只是給出部分的電阻阻值與電流對應關系,技術(shù)參數(shù)資料還有待完善;
 
BL2554芯片的本質(zhì)是一個MOS管,工程師也可根據(jù)項目的應用需求,使用分立的MOS管搭建屬于自己的限流開關電路。
 
 
推薦閱讀:
SiC 在電動車功率轉(zhuǎn)換中的應用
紅外測溫槍如此簡易快速,真的靠譜?
光電液位傳感器在實現(xiàn)液位檢測中有哪些作用呢?
電路設計中如何防止靜電放電?
【電容】 應用于電源電路和信號電路的作用
要采購開關么,點這里了解一下價格!
特別推薦
技術(shù)文章更多>>
技術(shù)白皮書下載更多>>
熱門搜索
?

關閉

?

關閉