經驗分享:一種操作簡單的防短路保護方法
發布時間:2014-05-13 責任編輯:sherryyu
【導讀】通常短路保護都是使用保險絲,隻zhi要yao電dian流liu一yi大da,保bao險xian絲si就jiu自zi動dong熔rong斷duan。用yong保bao險xian絲si的de方fang法fa雖sui然ran簡jian單dan,但dan需xu要yao增zeng加jia成cheng本ben,另ling外wai保bao險xian絲si熔rong斷duan需xu要yao一yi段duan時shi間jian,電dian流liu過guo大da時shi就jiu有you可ke能neng出chu現xian保bao險xian絲si還hai沒mei熔rong斷duan,器qi件jian已yi經jing被bei燒shao毀hui的de情qing況kuang。那na麼me有you什shen麼me別bie的de方fang法fa來lai防fang止zhi電dian路lu短duan路lu呢ne?起qi到dao短duan路lu保bao護hu的de作zuo用yong呢ne?本ben文wen將jiang為wei大da家jia講jiang解jie。
前段時間開發了一個產品,由單片機控製對負載供電,滿負載時基準電流為800毫安,程序提供不同的供電模式,具體是由單片機輸出一個PWM信號控製MOS管,從而按要求調整工作電流。我們知道MOS管導通時內阻非常小,我們所用的型號約為0.1歐姆的樣子,這樣正常工作時上麵最大壓降非常小,隻有800毫安*0.1歐姆=0.08伏,上麵的功率損耗為0.064瓦,對於電源控製來說是一種效果不錯的器件。
雖然MOS管guan導dao通tong內nei阻zu非fei常chang小xiao,但dan所suo流liu過guo的de電dian流liu也ye有you最zui大da限xian製zhi,如ru果guo電dian流liu過guo大da,比bi如ru外wai接jie負fu載zai短duan路lu,同tong樣yang會hui被bei燒shao毀hui。短duan路lu都dou是shi非fei正zheng常chang工gong作zuo狀zhuang態tai,本ben來lai一yi開kai始shi我wo們men並bing沒mei有you對dui產chan品pin進jin行xing短duan路lu保bao護hu考kao慮lv,在zai調tiao試shi中zhong一yi次ci意yi外wai讓rang我wo們men把ba開kai始shi考kao慮lv增zeng加jia短duan路lu保bao護hu。當dang時shi裝zhuang好hao一yi塊kuai新xin板ban,控kong製zhi信xin號hao測ce試shi都dou已yi經jing正zheng常chang,想xiang看kan看kan接jie上shang負fu載zai的de情qing況kuang,當dang時shi圖tu方fang便bian直zhi接jie將jiang負fu載zai的de兩liang條tiao線xian用yong手shou按an接jie在zai板ban上shang,結jie果guo一yi動dong導dao致zhi這zhe兩liang點dian短duan路lu,“啪”的一聲脆響,一團火花後是青煙嫋嫋,MOS管燒了。
tongchangduanlubaohudoushishiyongbaoxiansi,zhiyaodianliuyida,baoxiansijiuzidongrongduan。yongbaoxiansidefangfasuiranjiandan,danxuyaozengjiachengben,lingwaibaoxiansirongduanxuyaoyiduanshijian,dianliuguodashijiuyoukenengchuxianbaoxiansihaimeirongduan,qijianyijingbeishaohuideqingkuang。rangwomenxianlaikanyixiaqijianshaohuideyuanyin,keyikendingshiliuguoqijiandedianliuguoda,neibusuofadereliangwufajishichuandichuqu,congerdaozhiwendujijushenggao,zuihoubeishaohui。
注(zhu)意(yi)這(zhe)裏(li)我(wo)說(shuo)的(de)是(shi)電(dian)流(liu)過(guo)大(da),並(bing)不(bu)是(shi)說(shuo)電(dian)壓(ya)過(guo)高(gao),這(zhe)麼(me)說(shuo)是(shi)想(xiang)強(qiang)調(tiao)有(you)時(shi)候(hou)雖(sui)然(ran)電(dian)壓(ya)很(hen)高(gao),但(dan)這(zhe)個(ge)電(dian)壓(ya)並(bing)不(bu)能(neng)產(chan)生(sheng)持(chi)續(xu)的(de)大(da)電(dian)流(liu),比(bi)如(ru)人(ren)身(shen)上(shang)的(de)靜(jing)電(dian)很(hen)容(rong)易(yi)就(jiu)高(gao)達(da)幾(ji)千(qian)伏(fu),這(zhe)麼(me)高(gao)的(de)電(dian)壓(ya)並(bing)不(bu)能(neng)燒(shao)毀(hui)任(ren)何(he)器(qi)件(jian)。究(jiu)其(qi)原(yuan)因(yin)就(jiu)是(shi)人(ren)身(shen)上(shang)的(de)靜(jing)電(dian)雖(sui)然(ran)高(gao),但(dan)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)接(jie)地(di)的(de)導(dao)體(ti)迅(xun)速(su)釋(shi)放(fang)掉(diao),不(bu)能(neng)形(xing)成(cheng)持(chi)續(xu)的(de)大(da)電(dian)流(liu),放(fang)電(dian)過(guo)程(cheng)釋(shi)放(fang)的(de)能(neng)量(liang)並(bing)不(bu)大(da),這(zhe)個(ge)能(neng)量(liang)不(bu)足(zu)以(yi)燒(shao)毀(hui)器(qi)件(jian)。到(dao)這(zhe)裏(li)我(wo)想(xiang)大(da)家(jia)應(ying)該(gai)明(ming)白(bai)了(le),器(qi)件(jian)的(de)燒(shao)毀(hui)唯(wei)一(yi)的(de)條(tiao)件(jian)就(jiu)是(shi)足(zu)夠(gou)的(de)能(neng)量(liang)釋(shi)放(fang)在(zai)它(ta)上(shang)麵(mian),器(qi)件(jian)不(bu)能(neng)通(tong)過(guo)熱(re)傳(chuan)遞(di)將(jiang)這(zhe)些(xie)能(neng)量(liang)轉(zhuan)移(yi)出(chu)去(qu),溫(wen)度(du)急(ji)劇(ju)升(sheng)高(gao)而(er)燒(shao)毀(hui)。
既ji然ran可ke以yi用yong能neng量liang的de觀guan點dian來lai解jie釋shi燒shao毀hui,那na如ru果guo短duan路lu的de時shi間jian非fei常chang短duan,雖sui然ran流liu過guo的de電dian流liu很hen大da,但dan時shi間jian更geng短duan,是shi不bu是shi就jiu不bu會hui燒shao毀hui器qi件jian了le呢ne?理li論lun上shang分fen析xi這zhe種zhong想xiang法fa是shi對dui的de,隻zhi要yao我wo們men能neng夠gou檢jian測ce出chu短duan路lu,而er且qie一yi短duan路lu就jiu能neng切qie斷duan電dian源yuan,器qi件jian就jiu應ying該gai不bu會hui被bei燒shao毀hui。
因為產品所用的單片機有多餘的ADC口,於是我們用多餘的ADC口來檢測電流,做法是在負載與地之間串聯一個0.22歐姆的小電阻,用ADC檢測這個電阻對地的電壓。正常工作的滿負載電流為800毫安,在這個電阻上的壓降為800毫安*0.22歐姆=0.176伏,如果ADC口檢測到的電壓達到這個值的三倍,我們就認為短路發生,立即將MOS管的輸出關斷,每10毫秒檢測一次該電壓,發現電壓超標就關斷MOS管100毫秒。測試結果證明前麵的假設正確,加上這樣的處理後輸出無論怎樣短路,都不會燒毀MOS管,而且一旦短路消除可以迅速恢複輸出。
說明:需要另外加一個電阻進行電流檢測是我們用NMOS來控製電源輸出,NMOS的導通內阻比PMOS要小,通常是接在負載的正端,如果直接利用NMOS管的內阻來檢測電流會比較麻煩,用另外一個小電阻串接在負載的負端到地會更簡便,隻是效率會略有下降。
注釋:靜電損壞器件是擊穿,和燒毀是兩個概念,不要混淆在一起。
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