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 اسمه، فإنّ تحديد التيار عند نقطة الانهيار هو آلية قطع صارمة. فعندما يتجاوز تيار الخرج الحدّ المُسبق I_LIMIT، يقوم منظم الجهد الخطي المنخفض (LDO) بتقييد تيار الخرج بسرعة إلى I_LIMIT. وبسبب ارتفاع تيار الحمل، ترتفع درجة حرارة منظم الجهد الخطي المنخفض تدريجيًا. وبمجرد الوصول إلى درجة حرارة الحماية، يتم إيقاف تشغيل خرج منظم الجهد الخطي المنخفض فورًا. ومن خلال منحنى جهد الخرج مقابل تيار الخرج، يُشبه هذا "جدارًا صلبًا" يمنع زيادة التيار. على سبيل المثال، تشير بيانات TPS7A16 إلى أن عتبة تحديد التيار عند نقطة الانهيار هي 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 VIN مُحدد عند VOUT + 0.5 فولت، فإن الحد الأقصى المسموح به لتبديد الطاقة عند 25 درجة مئوية هو 150 مللي واط. بعد تجاوز حد التيار وبدء انخفاض VOUT (بافتراض ثبات مقاومة الحمل RLOAD)، ينخفض كل من تيار الخرج (IOUT) وتبديد الطاقة. يُضيف هذا تعقيدًا طفيفًا للأجهزة غير الأومية التي تستهلك تيارًا ثابتًا، وقد يؤدي إلى حالة تثبيت حيث يستمر الجهاز المُغذى في خفض VOUT.خارج ويستمر منظم الجهد المنخفض في تقليل التيار Iخارج.
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 لتمكين إيقاف تشغيل خرج التيار الزائد بسرعة. عندما يصل تيار خرج منظم الجهد الخطي المنخفض إلى تيار الحماية من التيار الزائد، يتم إيقاف تشغيل المنظم مباشرةً. لذلك، تُعد حماية عتبة التيار أسرع من تقنيتي تحديد التيار عند الحد الأقصى والحد العكسي للتيار. في حال وجود حمل سعوي كبير على خرج منظم الجهد الخطي المنخفض، سيتعرض الخرج لتيار بدء تشغيل كبير، مما قد يؤدي إلى تفعيل خاصية إيقاف التشغيل عند زيادة التيار، وبالتالي منع بدء تشغيل المنظم 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
