增加折叠电流保护的电路

对许多需要数安培供电电流的应用而言，三端输出可调线性稳压器有易用、低成本和完全片上过载保护等特点，如美国国家半导体公司的 LM317。增加数个元器件可以使三端稳压器具备一种高速度的短路限流能力，从而提高可靠性。限流器可将最大输出电流限制在一个安全的恒定水平IMAX上，避免稳压器的损坏。当出现一个故障状况时，传输晶体管上的功耗近似于 VIN%26;#215;IMAX。要让设计的稳压器能承受过载，就需要谨慎地选择元器件的额定值（经常是留了过大的余地），除非可以在故障发生时降低或折叠(foldback)输出电流。 　　图 1 中的电路包括折叠电流限制功能，通过增加反馈电阻器R4保护传输晶体管。在正常情况下，晶体管Q2不导通，而电阻器R1和R2将MOSFET Q1偏置在导通状态。当发生输出过载时，Q2导通，减小了加在Q1上的接通偏置，从而增加了它的漏-源电阻，限制了进入稳压器IC1（LM317）的电流。增加的 R4使Q2的偏置电流大小与输出电压VOUT有关，VOUT在过载情况下呈下降趋势。 　　图1的电路中，最大折叠电流IKNEE与短路电流ISC的值可分别计算如下： 　　 公式1 　　 公式 2 　　在实际设计中，选择IKNEE和ISC的值，R3A和R3B选择相同阻值，然后用公式1和公式2计算出电阻器RSC和R4的值。针对图1中的电路，输出的最大电流和短路电流分别固定为0.7A 和0.05A。R3A和R3B选择100Ω时，可通过公式算出RSC值为 0.73Ω，R4为4.3 kΩ。可以用一个从0Ω至200Ω调整的可变负载电阻器验证本电路的性能。图2所示分别为电路输出的模拟与实测电压-电流（VOUT和IOUT）特性，两者非常接近。