????????過流保護電路是指當后級負載電流過大或者發生短路時,自動切斷電源與后級負載,從而防止大電流損害電源電路,過流保護又叫OCP。
????????常見的過流保護電路有保險絲過流保護,集成的過流保護芯片,還有這種分立器件搭建的過流保護電路。
????????這個分立器件搭建的過流保護電路主要包含一個三極管,一個MOS管和一個電流采樣電阻。電流從電源正極流出,經過負載,然后經過MOS管,最后經過采樣電阻流入電源負極。
????????當后級負載電流比較小時,MOS管正常打開,由于電流比較小,采樣電阻上的壓降也比較小,小于三極管的開啟電壓,這時NPN三極管是截止狀態,MOS管的柵極是高電平,(MOS管正常打開)。
????????這時MOS管DS間的壓降我們記作Vds,采樣電阻上的壓降計為Vr,則電容右端的電壓為Vr+Vds,電容左端的電壓就為Vr,假設后級負載為純阻性負載。
????????當后級負載電流增大時,流過采樣電阻的電流增大,采樣電阻上的壓降也會增大,當采樣電阻的壓降大于等于三極管BE間的開啟電壓時,三極管會飽和導通,這時MOS管的柵極電壓接近0V。MOS管關閉。
????????由于電容兩端電壓不能突變,MOS管關閉后電容C1右邊電壓為VCC,則電容左邊電壓變成了VCC-Vds,這個VDS是MOS管導通時漏源間的電壓差。這時電容C通過三極管基極的電阻放電,以維持三極管飽和導通所需要的電流。
當電容左端的電壓放電到小于三極管的開啟電壓時,三極管截止,這時MOS管的柵極電壓又變成了高電平,MOS管又導通(,MOS管導通的瞬間,流過采樣電阻的電流還是比較小的,采樣電阻的壓降接近0,(也就是電容A端電壓接近0V))。
????????當MOS完全導通后,由于負載電流還是比較大,采樣電阻上的壓降又會大于三極管的開啟電壓,并且通過二極管給電容充電,這時電容充電非常快。當采樣電阻上的電壓大于三極管的開啟電壓時,三極管又會飽和導通,然后MOS管又會關閉。
????????由于三極管基極電阻的存在,可以使電容的充電時間遠小于放電時間,所以在過流保護時,MOS管并不是一直關閉的,而是一直在關閉與開啟之間切換。
????????電路設計時我們希望,過流保護時,MOS管開啟時間盡可能小于關斷時間,這時我們可以適當增大三極管基極電阻和電容C1
????????這個過流保護電路過流點電流I≈0.7/R1,但是一般三極管BE間電壓達到0.6V左右基本就開始導通了。