简单的锁存过流故障检测器具有快速响应时间
这里介绍的电路是一种简单、快速响应的过流检测器，旨在保护低压应用。专用热插拔控制器由欠压引发较长的启动延迟，与专用热插拔控制器不同，该电路在输入电源升至150.2v以上后仅提供7μs的保护。此外，外部p沟道开关上的有限栅极电压可在上电期间提供浪涌电流限制措施。
概述
图1显示了锁存过流故障检测器的完整电路。通电后，比较器输出c外接近零伏。由q2和q3形成的同相缓冲器可确保q1（一种非常低导通电阻、低阈值、p沟道功率mosfet）的栅极得到充分增强。进入负载产生的电流由高边电流检测放大器测量，该放大器转换检流电阻r两端的小电压意义在 out 引脚上转换为以地为基准的输出电压。该电压与负载电流成比例，在锁存、同相比较器的输入端进一步缩放。
当负载电流超过r1和r2结处的阈值电压时，比较器改变状态，导致输出电压被r3拉高。当栅极-源极电压降至栅极门限以下时，p沟道mosfet关断。同相缓冲器 q2-q3 可确保充放电电流充入和流出 q1 栅极，从而实现快速开关。
图1.集成电流检测放大器、锁存比较器和基准构成快速响应、低电压、过流保护电路。
组件选择
控制器
max4373是用于快速响应、锁存、限流检测器电路的控制器，工作在+3.3v电源。max4373集成了产生这种电路所需的所有元件：高共模差分电压检测器、基准和带低电平有效复位的锁存比较器。从施加v开始，启动延迟通常为500μs抄送，通过比较器的传播延迟典型值为4μs。
检流电阻器
选择检测电阻值以确保最佳增益精度（典型值为1%至1.5%）时，额定电流下的压降应在75mv至100mv范围内，增益范围为+20v/v和+50v/v（max4373的t和f版本）。以下公式计算检测电阻值及其两端的功率：
输出的动态范围也是一个重要的考虑因素。将标称输出电压（对应于工作/检测电流）居中为电源电压的一半。请注意，最大 v外比 v 时的电源电压低 250mv抄送.因此，对于 v抄送= +3.3v，标称v外应约为 1.4v。本例中，增益为+4373v/v （t型）的max20适用于70mv检测电压。
对于本应用中15a的检测电流，r意义= 4.6mω，产生一个 70mv v意义，选择最接近的值 4.7mω。泰科-美捷特rl73h的容差为±1%（f后缀）。
阈值电流
设置电流检测放大器后，应设置比较器以提供适合禁用串联电源开关的开关输出电压。电阻分压器将电流放大器输出连接到比较器正输入。对于开关，比较器的正输入必须超过内部设定的600mv标称门限（580mv至618mv）。要计算r1和r2的值，请使用以下电压阈值公式：
在检流放大器的标称输出电压经r1和r2的电流应大于150na，小于500μa。比较器输出吸收 1ma 电流，饱和电压为 600mv （最大值）。栅极上拉电阻r3由下式计算：
电源开关
外部p沟道mosfet的关键选择规格是峰值电流、导通电阻和栅极电压，紧随其后的是封装。应选择导通电阻，使额定电流下的压降与电流检测电压大致相同。该值在检测电阻和mosfet中产生相似的耗散水平。
si7485dp mosfet（来自硅氧烷）在 v 时的最大导通电阻为 9mω一般事务人员= -2.5v。选择这款 20v p 沟道器件是因为其在低输入电压下工作。最差情况下的稳态耗散由下式计算：
在 15a 负载电流和 9mω 导通电阻下，si7485dp 的工作温度比环境温度高 40°c 至 50°c，因此根据最终应用需要额外的散热。
在本例中，电源开关的栅极电荷规格约为60nc。如果需要快速响应，该值超出了r3和低功耗比较器输出的驱动能力。因此，栅极驱动缓冲器是强制性的。如上所述，q2和q3构成互补的发射极-跟随器驱动器，为q1栅极提供显著的双极性电流增益。晶体管在 500ma 至 1a 的中等集电极电流下具有良好的直流 β。合适的选择是zetex fzt688b（npn）和fzt788b（pnp），采用sot223外形封装。要计算门响应时间，请使用以下公式：
操作
公差累积
实际感测的电流值取决于由于以下原因而建立的容差：
检测电阻 ±1% （tl3a）
检测电压限值 ±0.1
增益容差 ±5.5%（最大值，包括增益和失调误差）
比较器电阻容差 ±1% （r1 & r2）
比较器阈值容差 ±3.3%
忽略检测电压容差，总电流检测容差接近±10.8%。详细限值可以使用以下公式计算：
r0和r1使用容差±1.2%的电阻可以在一定程度上降低误差限值（约±1%），但最终应用可能不支持额外的成本。
转0f瞬态
对故障的快速响应和随后的电流中断是关键要求。然而，电源线分布式电感中剩余的能量会产生破坏性的电压尖峰。部分能量被负载电源中的分布电容吸收，但可能需要快速响应的过压箝位来保护max4373免受28v或更高瞬变的影响。
结果
电流探头监视输入端子的负载电流（vin在图 1 中）。负载电流增加，直到达到阈值并触发电路。响应时间约为 2μs（图 2）。
图2.图1电路的测试结果显示，响应时间约为2μs。
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当负载电流超过r1和r2结处的阈值电压时，比较器改变状态，导致输出电压被r3拉高。当栅极-源极电压降至栅极门限以下时，p沟道mosfet关断。同相缓冲器 q2-q3 可确保充放电电流充入和流出 q1 栅极，从而实现快速开关。
图1.集成电流检测放大器、锁存比较器和基准构成快速响应、低电压、过流保护电路。
组件选择
控制器
max4373是用于快速响应、锁存、限流检测器电路的控制器，工作在+3.3v电源。max4373集成了产生这种电路所需的所有元件：高共模差分电压检测器、基准和带低电平有效复位的锁存比较器。从施加v开始，启动延迟通常为500μs抄送，通过比较器的传播延迟典型值为4μs。
检流电阻器
选择检测电阻值以确保最佳增益精度（典型值为1%至1.5%）时，额定电流下的压降应在75mv至100mv范围内，增益范围为+20v/v和+50v/v（max4373的t和f版本）。以下公式计算检测电阻值及其两端的功率：
输出的动态范围也是一个重要的考虑因素。将标称输出电压（对应于工作/检测电流）居中为电源电压的一半。请注意，最大 v外比 v 时的电源电压低 250mv抄送.因此，对于 v抄送= +3.3v，标称v外应约为 1.4v。本例中，增益为+4373v/v （t型）的max20适用于70mv检测电压。
对于本应用中15a的检测电流，r意义= 4.6mω，产生一个 70mv v意义，选择最接近的值 4.7mω。泰科-美捷特rl73h的容差为±1%（f后缀）。
阈值电流
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在检流放大器的标称输出电压经r1和r2的电流应大于150na，小于500μa。比较器输出吸收 1ma 电流，饱和电压为 600mv （最大值）。栅极上拉电阻r3由下式计算：
电源开关
外部p沟道mosfet的关键选择规格是峰值电流、导通电阻和栅极电压，紧随其后的是封装。应选择导通电阻，使额定电流下的压降与电流检测电压大致相同。该值在检测电阻和mosfet中产生相似的耗散水平。
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