发一款限流保护电路

jonyzhu · 发表于 2015-6-8 11:32:14

本帖最后由 jonyzhu 于 2015-6-8 21:05 编辑

这款限流保护电路是今天看 78/79 系列的手册的时候发现的，然后对手册上面的电路做了点儿修改。

电路图：

模拟电路图，1ms 以后切换低阻负载（再次吐槽 OrCAD 的渣绘图功能）：

模拟结果（红色的输出电流被死死的限制在 0.5A，绿色的输出电压也应声而降）：

实际电路还没时间焊接，等焊接测试好了再发实际测试的图片。
顺便说一句：加入这种限流保护以后，在采样电阻上面会有压降，因此，之前的“发一款自己设计的“USB-电池”供电切换电路”中采用 MOSFET 作为“USB-电池”切换开关就更加有必要了。

补充
实验电路和测试环境（实测限流有效，在加3.5欧采样电阻的时候，可以将输出电流限制在176ma）：

电路细节：

限流生效的时候，可以看出输出电压是有波动的，不过应该还没有到达“振荡”的程度：

蓝蓝的恋 · 发表于 2015-6-8 11:45:38

前排学习~

dengxiaofeng · 发表于 2015-6-8 11:51:06

非常不错的设计简洁实用

wzavr · 发表于 2015-6-8 14:30:41

称为限流比较好吧,过流保护有时候是过流保护后无输出

lusson · 发表于 2015-6-8 15:21:53

电流增大时PNP导通，然后PMOS电阻加大。

这个过流保护的缺点在于保护后MOS管会消耗大部分功耗，散热不好的话会烧掉。

mainbp · 发表于 2015-6-8 15:59:58

如果后级短路，会震荡否？理论会震

liwei_jlu · 发表于 2015-6-8 16:38:08

这个不能说保护，只能是限流

jonyzhu · 发表于 2015-6-8 21:07:42

mainbp 发表于 2015-6-8 15:59
如果后级短路，会震荡否？理论会震

实测电压确实有轻微波动，不过应该还没有到振荡的地步。

jonyzhu · 发表于 2015-6-8 21:08:11

liwei_jlu 发表于 2015-6-8 16:38
这个不能说保护，只能是限流

的确是“限流”，已经更正了。

jonyzhu · 发表于 2015-6-8 21:09:10

lusson 发表于 2015-6-8 15:21
电流增大时PNP导通，然后PMOS电阻加大。

这个过流保护的缺点在于保护后MOS管会消耗大部分功耗，散热不好的 ...

对的，这个电路目的只是给人几秒钟的反应时间来断开负载

cyberjok · 发表于 2015-6-8 21:31:05

THANKS.和那个限压差不多原理。

mobile02 · 发表于 2015-6-8 22:10:56

三級管因該放在 output 端比較好.

locky_z · 发表于 2015-6-8 22:44:45

用PMOS管的体电阻作为电流检测电阻，可以做成截止型过流保护。

Shaopus · 发表于 2015-6-8 23:16:29

大板是做什么的？

quner · 发表于 2015-6-8 23:50:58

洞洞板哪里买的？好神奇的样子，，，

DOER · 发表于 2015-6-9 06:58:10

这是一个很好的设计，但不是最佳的。还要考虑压降、截止关断、再启动等问题。

chaojikoushuige · 发表于 2015-6-9 08:11:51

还是要好好看数据手册，都是经典的

lusson · 发表于 2015-6-9 09:24:25

jonyzhu 发表于 2015-6-8 21:09
对的，这个电路目的只是给人几秒钟的反应时间来断开负载

高中时候买的一本电源书上就讲过，过流保护一般分为

1.限流保护型
2.切断型
切断又可分为自恢复和手动恢复

都有实际的电路，大部分是利用三极管BE结的电压限制大于0.6V左右导通的原理做的。

bolizhicheng204 · 发表于 2015-6-9 09:43:23

不错学习马克

ningsnail · 发表于 2015-6-9 09:59:58

这个电路，保护功耗应该太大，发热严重，楼主有没有测试下加大输出电流后的温度！

sj1125055001 · 发表于 2015-6-9 10:09:04

挺好的实用

heize · 发表于 2015-6-9 10:13:38

上面的电路效果不好，功耗巨大。
通过简单的改变电流感应电阻，保护三极管位置和添加一个电阻，可以改成折回式限流电路。

wader · 发表于 2015-6-9 10:42:35

好电路收藏了

jonyzhu · 发表于 2015-6-9 11:31:12

ningsnail 发表于 2015-6-9 09:59
这个电路，保护功耗应该太大，发热严重，楼主有没有测试下加大输出电流后的温度！ ...

哈哈，你没看我旁边放着镊子吗，我是拿着镊子去接低阻负载的

jonyzhu · 发表于 2015-6-9 11:32:49

Shaopus 发表于 2015-6-8 23:16
大板是做什么的？

你指的是我自己做的示波器吧：记录我的 STM32 示波器的研发经历。

jonyzhu · 发表于 2015-6-9 11:36:19

quner 发表于 2015-6-8 23:50
洞洞板哪里买的？好神奇的样子，，，

洞洞板在网上、电子城铺天盖地的有卖。从实验角度讲，其实单面板更好，因为反面没有焊盘，所以不容易被工作台上面的金属物件搞短路。建议多买些小尺寸的，一个实验电路单独用一块，这样积累起来就是很多基础电路库了。

quner · 发表于 2015-6-9 11:58:33

jonyzhu 发表于 2015-6-9 11:36
洞洞板在网上、电子城铺天盖地的有卖。从实验角度讲，其实单面板更好，因为反面没有焊盘，所以不容易被工 ...

额，我主要是不熟悉这种有方的和圆的板板

jonyzhu · 发表于 2015-6-9 14:17:14

本帖最后由 jonyzhu 于 2015-6-9 14:18 编辑

heize 发表于 2015-6-9 10:13
上面的电路效果不好，功耗巨大。
通过简单的改变电流感应电阻，保护三极管位置和添加一个电阻，可以改成折 ...

模拟了一下 Foldback 限流电路，下面是电路图：

模拟结果（可以看见黄色的电流曲线的确在超过设定电流之后再加负载会出现下降（Imax=400ma=（1.2+7.2×1/10）/4.8，4.8欧是电流取样电阻），且撤掉低阻负载以后输出又能恢复正常。绿色的是1/2输出电压。）：

因为用了达林顿管，因此Vbe这里是1.2v。输出设定为6v，也就是图中公式里面的Vreg。不过，从模拟结果来看，似乎电流下降得并不明显，不知道是什么原因。

cd4000 · 发表于 2015-6-9 15:09:30

学习一下！

heize · 发表于 2015-6-9 15:48:39

jonyzhu 发表于 2015-6-9 14:17
模拟了一下 Foldback 限流电路，下面是电路图：

模拟结果（可以看见黄色的电流曲线的确在超过设定电流之 ...

一般情况下是取三分之一的最大电流。

heize · 发表于 2015-6-9 15:55:02

算了下，应该是取 3*R5 = 2*R6

locky_z · 发表于 2015-6-9 16:34:44

折回式（减流式）限流保护，需要计算那几个电阻，并且只适合输出固定电压的场合，

wenxiaofu123 · 发表于 2015-6-15 13:39:38

不错不错！

为我所控 · 发表于 2015-7-8 17:32:01

真的很好不错学习了

bmagui · 发表于 2015-7-9 08:42:27

不带锁定的电流保护，不是好保护！

N_EMBED · 发表于 2015-7-9 09:36:16

jonyzhu 发表于 2015-6-9 14:17
模拟了一下 Foldback 限流电路，下面是电路图：

模拟结果（可以看见黄色的电流曲线的确在超过设定电流之 ...

这模拟结果是用什么软件做的？

jonyzhu · 发表于 2015-7-9 14:04:29

N_EMBED 发表于 2015-7-9 09:36
这模拟结果是用什么软件做的？

模拟软件是 OrCAD 16.6 Lite。

pangjiaqian · 发表于 2015-7-17 19:43:24

学习了

suebillt · 发表于 2015-7-17 20:38:59

jonyzhu 发表于 2015-7-9 14:04
模拟软件是 OrCAD 16.6 Lite。

这个是配合PCB绘图软件一起用的么，可以直接仿真原理图？

难忘乡情 · 发表于 2015-7-19 00:11:43

wzavr 发表于 2015-6-8 14:30
称为限流比较好吧,过流保护有时候是过流保护后无输出

很有参考价值

难忘乡情 · 发表于 2015-7-19 00:40:45

wzavr 发表于 2015-6-8 14:30
称为限流比较好吧,过流保护有时候是过流保护后无输出

很有参考价值

DWDM · 发表于 2015-7-19 01:29:08

这个电路很漂亮，只是不好用

clesun · 发表于 2017-1-9 19:58:29

本帖最后由 clesun 于 2017-1-9 20:03 编辑

楼上的各位都错了吧，正常工作没问题，短路时实际上PMOS处于可变电阻区，电流都是从PMOS流过。想象吧，如果PNP饱和导通，放大系数×ib还不大到天上，实际是不可能的。R2还可以搞的更大，太小会额外浪费电流。

Xiyuhexuan · 发表于 2017-1-10 12:52:12

mark

jonyzhu · 发表于 2017-12-27 15:33:48

前面的电路其实在超载时变成了恒流源，大电流时 MOS 管功耗会很大，既不能保护电源，又不能保护负载。
所以，我重新又设计了一款，可以在超过限定电流时切断输出，然后保持一段时间（0.7秒左右）再尝试输出。
下面附上 LTspice 电路图和模拟效果：

20061002838 · 发表于 2017-12-27 18:23:47

jonyzhu 发表于 2017-12-27 15:33
前面的电路其实在超载时变成了恒流源，大电流时 MOS 管功耗会很大，既不能保护电源，又不能保护负载。
所以 ...

搞这么复杂就没必要了，占面积，电阻一直发热，输出还存在压降问题
一颗电子熔丝搞定，解决上面多有问题，成本也不高
原始的设计，用于小于100mA的场合挺方便，如果系统中存在MCU之类的，过流用中断去管理更省事

angler12 · 发表于 2017-12-28 09:46:16

限流后MOS管的温度怎样？

jonyzhu · 发表于 2017-12-28 11:14:10

20061002838 发表于 2017-12-27 18:23
搞这么复杂就没必要了，占面积，电阻一直发热，输出还存在压降问题
一颗电子熔丝搞定，解决上面多有问题 ...

用中断是个不错的想法

jonyzhu · 发表于 2017-12-28 11:15:54

angler12 发表于 2017-12-28 09:46
限流后MOS管的温度怎样？

还没实际测试，模拟显示限流瞬间10W 的功率，然后就没有了。

零下12度半 · 发表于 2018-1-13 16:38:34

heize 发表于 2015-6-9 10:13
上面的电路效果不好，功耗巨大。
通过简单的改变电流感应电阻，保护三极管位置和添加一个电阻，可以改成折 ...

这是什么资料呀老哥，感觉不错，分享下

零下12度半 · 发表于 2018-1-13 16:54:32

本帖最后由零下12度半于 2018-1-13 16:59 编辑

jonyzhu 发表于 2015-6-9 14:17
模拟了一下 Foldback 限流电路，下面是电路图：

模拟结果（可以看见黄色的电流曲线的确在超过设定电流之 ...

Imax=400ma=（1.2+7.2×1/10）/4.8，这个公式没有看懂，能解释一下吗？

我计算的过程是：

{(6+Imax X4.8)x10}/11=6+1.2

计算Imax=0.4A

结果一样的，你写的什么意思呀？

jonyzhu · 发表于 2018-1-13 17:12:51

零下12度半发表于 2018-1-13 16:54
Imax=400ma=（1.2+7.2×1/10）/4.8，这个公式没有看懂，能解释一下吗？

我计算的过程是：

忘记了

现在在设计制作一款爱好者电源，用MCU，也就不折腾上面那些了。

jonyzhu · 发表于 2018-1-13 17:14:14

零下12度半发表于 2018-1-13 16:38
这是什么资料呀老哥，感觉不错，分享下

这是我从《The Art Of Electronics》里面看的脉冲捕获电路，就用到电源里面了。然后用LTSpice 模拟了一下。

零下12度半 · 发表于 2018-1-13 17:21:45

jonyzhu 发表于 2018-1-13 17:12
忘记了
现在在设计制作一款爱好者电源，用MCU，也就不折腾上面那些了。
...

有帖子吗？我也想跟着一起做做看

零下12度半 · 发表于 2018-1-13 17:22:03

jonyzhu 发表于 2018-1-13 17:14
这是我从《The Art Of Electronics》里面看的脉冲捕获电路，就用到电源里面了。然后用LTSpice 模拟了一下 ...

这个资料可以分享呀

发一款限流保护电路

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