تُنظّم منظمات الجهد الخطي المنخفض (LDOs) جهد خرجها لضمان استقرار التشغيل في ظل متطلبات تيار الحمل المتغيرة. مع ذلك، عندما يتجاوز تيار الحمل النطاق المصمم له، كما في حالة قصر الدائرة أو الحمل الزائد، قد يتسبب التيار الزائد في ارتفاع درجة حرارة الشريحة أو حتى تلفها. ولمعالجة هذه المشكلة، ظهرت آليات حماية من التيار الزائد للحد من تيار الخرج وحماية كل من منظم الجهد الخطي المنخفض والحمل المتصل به. تحتوي منظمات الجهد الخطي المنخفض عادةً على آليتين للحماية من التيار الزائد: الحد الأقصى للتيار وإيقاف التشغيل عند زيادة التيار.
1. تحديد التيار بواسطة جدار من الطوب
كما يوحي الاسم، فإن تحديد التيار عند نقطة الانهيار هو آلية قطع "صارمة". عندما يتجاوز تيار الخرج حد التيار المحدد مسبقًا، I_LIMIT،
يُحدِّد منظم الجهد الخطي المنخفض (LDO) تيار الخرج بسرعة إلى قيمة I_LIMIT. ونظرًا لارتفاع تيار الحمل، ترتفع درجة حرارة منظم الجهد الخطي المنخفض تدريجيًا. وبمجرد تجاوز درجة حرارة الحماية، يتم إيقاف تشغيل خرج منظم الجهد الخطي المنخفض فورًا. ويُشبه منحنى جهد-تيار الخرج "جدارًا صلبًا" يمنع زيادة التيار. على سبيل المثال، تُشير بيانات TPS7A16 إلى أن عتبة حد التيار عند "الجدار الصلب" تبلغ 105 مللي أمبير (قيمة نموذجية).
كما هو موضح في منحنى جهد الخرج مقابل تيار الحمل في الشكل أعلاه، عندما يتجاوز تيار الحمل قيمة I_LIMIT ويؤدي إلى تفعيل حماية منظم الجهد الخطي (LDO) من الحرارة، ينخفض جهد الخرج بشكل حاد. تُنفذ هذه الآلية عادةً من خلال دائرة استشعار تيار داخلية مُدمجة مع دائرة حماية من الحرارة. يتضمن التركيب الداخلي لمنظم الجهد الخطي مرآة تيار لكشف التيار. عندما يتجاوز التيار المُستشعر قيمة التيار المرجعي المُحددة، يتم تفعيل حد التيار، وترتفع درجة حرارة منظم الجهد الخطي، وعندما تصل إلى درجة حرارة الحماية، يتم إيقاف تشغيل ترانزستور الطاقة، مما يؤدي إلى قطع الخرج.
يشير هذا إلى أن تحديد التيار باستخدام جدار صلب أكثر أمانًا أثناء حالات التحميل الزائد قصيرة المدى. تتمثل خصائصه في قدرته على تحمل حالات التحميل الزائد قصيرة المدى، ولكن في حال استمرار التحميل الزائد، فإن تراكم الحرارة سيؤدي إلى إيقاف التشغيل الحراري.
2. حد التيار العكسي
يُشبه تحديد التيار بالانحياز إلى حد كبير تحديد الحد الأعلى القياسي. إلا أن غرضه الأساسي هو الحد من إجمالي تبديد الطاقة. وهذا يعني أنه مع انخفاض جهد الخرج (VOUT) وثبات جهد الدخل (VIN)، يتم تقليل حد تيار الخرج خطيًا للحفاظ على ترانزستور الخرج ضمن حد آمن لتبديد الطاقة. تستفيد أجهزة مثل TLV717P من تحديد التيار بالانحياز لأنها تُصنع في الغالب في عبوات صغيرة جدًا ذات مقاومة حرارية عالية. يوضح الشكل 3 سلوك حد تيار الخرج لجهاز TLV717P. وكما هو واضح، بما أن جهد الدخل (VIN) مُحدد عند VOUT + 0.5 فولت، فإن الحد الأقصى المسموح به لتبديد الطاقة عند 25 درجة مئوية هو 150 ميلي واط. بعد تجاوز حد التيار وبدء انخفاض جهد الخرج (VOUT) (بافتراض ثبات مقاومة الحمل RLOAD)، ينخفض كل من تيار الخرج (IOUT) وتبديد الطاقة. وهذا يضيف تعقيدًا طفيفًا للأجهزة غير الأومية التي تستهلك تيارًا ثابتًا ويمكن أن يؤدي إلى حالة تثبيت حيث يستمر الجهاز المزود بالطاقة في تقليل VOUT ويستمر منظم الجهد الخطي المنخفض في تقليل IOUT.
3. إيقاف التشغيل بسبب التيار الزائد
على عكس تقنيتي تحديد التيار عند الحد الأقصى والحد العكسي للتيار، تعتمد حماية إيقاف التشغيل عند زيادة التيار على آلية إيقاف تشغيل داخلية سريعة. يتضمن الهيكل الداخلي لمنظم الجهد الخطي المنخفض (LDO) مرآة تيار لاستشعار التيار ومقارنًا لتحقيق إيقاف تشغيل سريع عند زيادة التيار. عندما يصل تيار خرج منظم الجهد الخطي المنخفض إلى مستوى الحماية من زيادة التيار، يتم إيقاف تشغيله فورًا. لذلك، تُعد حماية عتبة التيار أسرع من تقنيتي تحديد التيار عند الحد الأقصى والحد العكسي للتيار. في حال تحميل خرج منظم الجهد الخطي المنخفض بحمل سعوي كبير، سيتعرض لتيار بدء تشغيل عالٍ، مما قد يؤدي إلى تفعيل آلية إيقاف التشغيل عند زيادة التيار ومنعه من بدء التشغيل بشكل صحيح. في هذه الحالة، لا يُنصح باختيار منظم جهد خطي منخفض مزود بخاصية إيقاف التشغيل عند زيادة التيار.
Xml سياسة الخصوصية المدونة خريطة الموقع
حقوق النشر
@ شركة مايكرو ماجيك كل الحقوق محفوظة.
دعم الشبكة
بالعربية
