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普通5V電源電路,如何設(shè)計限流?

哈哈hfgfdf ? 來源:嵌入式學(xué)習(xí)資料 ? 作者:嵌入式學(xué)習(xí)資料 ? 2024-01-04 08:44 ? 次閱讀

工程師,在開發(fā)電路項目,經(jīng)常會遇到一些電源電路設(shè)計的需求,比如在智能家居的新風(fēng)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(shè)計電源電路,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。

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(shè)計出相應(yīng)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電源芯片就可以實現(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電源芯片就可以實現(xiàn);

(3)如果需要帶有使能Enable的功能,工程師也可以選擇ME2108電源芯片機可以實現(xiàn);

雖然這些78M05、LM2734以及ME2108型號的電源芯片設(shè)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,這個功能就是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(shè)定電源的輸出電流大小?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 & 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(yīng)用中,78M05電源芯片的功能可以達到設(shè)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;

776bc450-aa9a-11ee-9b10-92fbcf53809c.png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,是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(guān)芯片及其應(yīng)用方案就能很好地解決了此類問題

BL2554限流開關(guān)芯片基本電路特性

BL2554芯片作為限流開關(guān)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(shè)定輸出的電流大??;其引腳定義圖

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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(shè)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;

忽略250mΩ電阻兩端產(chǎn)生的壓降差

如何設(shè)定BL2554限流開關(guān)芯片的輸出電流

如何設(shè)定BL2554限流開關(guān)芯片的輸出電流大小呢?這是工程師在應(yīng)用此類方案最核心關(guān)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(shè)置調(diào)節(jié)Pin 3引腳ISET的電阻阻值來實現(xiàn);具體的對應(yīng)關(guān)系

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BL2554應(yīng)用電路圖

a)R4電阻阻值53K,芯片輸出的電流限制在0.5A;

b)R4電阻阻值25K,芯片輸出的電流限制在1.0A;

c)R4電阻阻值20K,芯片輸出的電流限制在1.3A;

d)R4電阻阻值51K,芯片輸出的電流限制在520mA;

e)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(yīng)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

777dee82-aa9a-11ee-9b10-92fbcf53809c.png

BL2554應(yīng)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(guān)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芯片則會關(guān)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

在研究BL2554芯片特性,雖然能解決部分的電路設(shè)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(shè)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(yīng)關(guān)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(yīng)用需求,使用分立的MOS管搭建屬于自己的限流開關(guān)電路;

不知大家在,對于限流電路設(shè)計的問題,是如何解決的?

免責(zé)聲明:本文來源芯片哥,版權(quán)歸原作者所有,如涉及作品版權(quán)問題,請及時與我們聯(lián)系,謝謝!

審核編輯 黃宇

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