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用電流檢測監控器和MOSFET提升輸出電流

發布時間:2009-11-4 10:26    發布者:李寬
關鍵詞: MOSFET , 電流 , 監控器 , 檢測 , 輸出
作者:Gyula Dioszegi與János Nagy    來源:電子設計技術    日期:2009-08-31

  以前有篇設計實例描述了一種可編程電流源,使用的是美國國家半導體公司的LM317可調三端穩壓器(參考文獻1)。雖然該電路可以編程設定輸出電流,但負載電流要流經BCD(二-十進制)開關。不過,你會發現很難買到能承受25 mA以上電流的BCD開關,這就限制了電路的輸出電流。使用Zetex公司簡單的四腳ZXCT1010電池檢測監控芯片,可以提升電流,因為電流不再流經BCD開關(圖1)。負載電流在檢測電阻RSENSE上產生一個電壓。R1為100Ω電阻,其上電壓與 RSENSE的相同,它在R1上產生一個輸出電流:IOUT×100=ILOAD× RSENSE,且VOUT= IOUT×ROUT,其中IOUT是輸出電流,ILOAD為負載電流,VOUT是輸出電壓。可以用輸出電壓作為控制電壓來調節負載電流。


圖1:使電流通過MOSFET,并用一個電流檢測監控器作調節,就可以繞過BCD開關,從而增加負載電流。

  此電路的一個應用可能是便攜設備中的充電器。此時,電路工作在18V。飛兆半導體公司的IRF520 是一款N溝道的功率MOSFET芯片,它有鋁制散熱片,能承受高達9.2A電流,有連接負載電流的0.27Ω漏源電阻。負載電流反饋中的一只運放對 IRF520進行控制。在此應用中,最大輸出電流為1A,檢測電阻為0.1Ω。PCB(印刷電路板)的電阻值也可能在這么小量級,可按35μm厚的銅箔層計算之。BCD開關為并聯,連接的電阻可從125Ω~100kΩ,以調節運放上負輸入端上的輸出電壓。計算電阻值的方程為:VSENSE=RSENSE×ILOAD,IOUT=RSENSE×ILOAD/100和R0=VREF×100/(RSENSE×ILOAD)。如果檢測電阻選0.1Ω電阻和0.1V的基準電壓值,則方程變為:R0=100/ILOAD。

  通過這個方程可以計算出三BCD開關的四個權重電阻,從而確定電流何時只流過該電阻。對于800mA、400mA、200mA、100mA、80mA、40mA、20mA、10mA、8mA、 4mA、2mA和1mA的電流,相應電阻為0.125kΩ、0.25kΩ、0.5kΩ、1kΩ、1.25kΩ、2.5kΩ、5kΩ、10kΩ、 12.5kΩ、25kΩ、50kΩ和100kΩ。如果負載電流為1A,則輸出電流只有1 mA,如果負載電流為1 mA,則輸出電流只有1μA。注意IRF520的表面為漏極電勢。

參考文獻
1. Guy, John, “Programmable current source requires no Power supply,” EDN, June 12, 2008, pg 70.
本文地址:http://m.qingdxww.cn/thread-5108-1-1.html     【打印本頁】

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