Resumen: Algunos tipos de cargas requieren más energía durante el arranque que cuando se ejecuta. Otras cargas puede limitarse a un bajo consumo de corriente durante el arranque, pero requieren un funcionamiento de más alta corriente. Este artículo describe un circuito de aplicación que automáticamente ajusta el nivel de un circuito eléctrico de protección de sobrecorriente hacia arriba o hacia abajo después de que finalice el arranque.
Introducción
Colocar un interruptor y un fusible entre una fuente de alimentación y su carga permite el control y protección de potencia. Una mejora en un simple interruptor y el fusible es un circuito integrado que realiza las mismas funciones en un solo paquete sin partes móviles y sin necesidad de servicio. Este artículo le mostrará cómo un poder interno MOSFET y un circuito de control en el MAX5976 hot-swap solución de energía puede proporcionar control on-off y protección. El nivel de protección contra sobrecorriente deseado se establece por una sola resistencia externa a tierra.
Si bien los detalles específicos y las características funcionales varían, los interruptores de carga más integrados usan un conjunto básico de principios de funcionamiento. Durante el arranque, el circuito conductor en el interruptor de carga gira sobre su MOSFET mientras se monitoriza la corriente de carga y la temperatura del conmutador MOSFET. Si la corriente de arranque alcanza el límite de sobrecorriente programada antes de que el MOSFET está totalmente en el circuito conductor brevemente reduce la unidad de puerta de modo que el dispositivo interruptor de carga actúa como una corriente constante fuente . Este modo de operación puede continuar durante un tiempo limitado. Si la salida no se ha levantado cerca de la entrada de tensión al final de este intervalo, el interruptor de carga se cierra y afirmar una salida a fallos de estado para indicar el inicio fallado. Si la salida se eleva con éxito antes de que transcurra temporizador de inicio, una salida de estado de energía buena que se afirma.
Si se eleva la corriente de carga por encima de la sobrecorriente programada limitar cualquier momento después del arranque, el interruptor de carga funciona como un circuito electrónico de potencia y apagar el interruptor de alimentación interna. Esto protege el abastecimiento en alta en contra de la condición de salida de sobrecarga o cortocircuito.
Cambiar el umbral de sobrecorriente después del inicio
Algunos dispositivos de carga requieren más energía durante el arranque que cuando se están ejecutando. Por ejemplo, cargas con gran capacitancia de derivación de entrada puede requerir una gran corriente de carga, pero consumen muy poca corriente de funcionamiento, una vez encendido. De manera similar, los dispositivos con motores (tales como una unidad de disco) puede requerir gran spin-up actual, pero una vez hasta la velocidad, el motor puede dibujar mucho menos.
Para proporcionar la mejor protección en estos casos, es ventajoso para establecer el umbral de protección de sobrecorriente cerca de la menor corriente de funcionamiento. Esto puede, sin embargo, dan como resultado una situación actual de hambre durante el arranque, cuando un interruptor de carga, tales como los MAX5976, las abrazaderas de la corriente y la tensión de salida no sube. De hecho, la tensión de salida incluso puede plegarse bajo esta condición.
Para resolver este problema, un plan de inversión simple emplea el conmutador de carga abierto de drenaje de energía buena salida (PG) para conectar un segundo límite de corriente de configuración de la resistencia en paralelo después del inicio. Este diseño (Figura 1) reduce la corriente disponible para la carga tras el inicio es completa.Durante el arranque, mientras que la tensión de salida está por debajo de la entrada, la salida de PG tira bajo y el límite de corriente se establece por R CB1 . Después de las subidas de salida y los 16 ms buenas poder el tiempo de espera, la salida del PG pasa a alta impedancia . Esto permite que la puerta de Q1 a subir, la conexión de la segunda resistencia, R $ CB2 , en paralelo con R CB1 y reducir el umbral de sobreintensidad.
Figura 1. La producción de PG controla un transistor externo para reducir el límite de sobrecorriente después del inicio.
El funcionamiento de este circuito se muestra en la Figura 2 , donde el MAX5976 se inicia en una carga de 330μF, 8.9Ω. En un principio, las abrazaderas de la MAX5976 irrupción de corriente de 3A, establecido por R CB1 = 17.4kΩ.Después de V OUT sube, la corriente a través de la resistencia de carga es 1.3A. La salida va PG 16 ms alta después de la V OUT sube, conectando de esta manera R CB2 = 12.1kΩ en paralelo con R CB1 y la reducción del límite de interruptor de 1,25. El MAX5976 interruptor comparador tolera esta condición de sobrecorriente ligero para un 4.8ms adicional y luego se apaga. (Si la sobrecarga es mayor, el comparador interruptor viajes más rápidamente.)
Figura 2. Circuito de la Figura 1 la puesta en marcha en una carga de 330μF, 8.9Ω con R CB1 = 17.4kΩ y R CB2 = 12.1kΩ.
Por el contrario, algunas cargas debe iniciarse lentamente para evitar la disipación de potencia excesiva en el MOSFET interno del interruptor de carga, mientras que el voltaje de salida está aumentando. Luego, una vez que el MOSFET es totalmente mejorada, mayor corriente puede ser suministrada sin pérdidas excesivas. En este caso, basta con utilizar la salida de la PG MAX5976 del mismo para controlar la resistencia de configuración paralela (Figura 3 ). Cuando se ha completado el arranque, la salida de PG va de alta impedancia, desconectar la resistencia en paralelo y el aumento de la corriente disponible para la carga.
Figura 3. Drenador abierto de salida PG utilizarse para aumentar el límite de sobrecorriente después del inicio.
Ampliación del concepto
Otras señales también se puede utilizar para cambiar las resistencias dentro o fuera del circuito CB. Esta flexibilidad crea una amplia gama de posibilidades para la gestión de energía. Por ejemplo, un control de encendido reset ( POR) dispositivo podría ser utilizado para extender el tiempo de inicio mucho más allá de la demora PG por defecto. Esta función podría ser necesaria para tolerar un motor de unidad de disco girando a la velocidad de carrera. Para un circuito de protección contra sobrecorriente altamente configurable, combina un switch integrado de carga con un potenciómetro digital, como el MAX5434. Esta configuración permite que un microcontrolador (o accesorio de fabricación) para programar el límite de sobrecorriente, según sea necesario, sin cambiar los componentes físicos.Figura 4 muestra este circuito de aplicación.
Figura 4. El MAX5976 combinado con un potenciómetro no volátil digital, el MAX5434, para el límite de sobrecorriente programable.
En aplicaciones donde las limitaciones térmicas son críticos, un coeficiente negativo de temperatura ( NTC ) termistor puede ser utilizado para establecer el límite de corriente. El termistor NTC proporciona un umbral de protección que disminuye automáticamente cuando la carga comienza a sobrecalentarse, impidiendo así un fallo incipiente de empeoramiento más allá de la recuperación.
Conclusión
Debido a que los dispositivos MAX5976 y similar uso de una sola resistencia para establecer arranque suave y de los niveles de protección de sobrecorriente, cambios sencillos en el circuito de la solicitud de base pueden soportar cargas complejas con una amplia variedad de inicio y ejecutar las exigencias actuales. Es fácil de combinar el alto nivel de integración y rendimiento de los interruptores de carga integrados con protección de sobrecorriente sofisticado dependiente del estado.
