机制 1:砖墙限流
砖墙限流,从名称上就可以看出,它是一种 “硬性” 截止机制。当输出电流超过预设的限流值 I_LIMIT 时,LDO 会迅速将输出电流限制在 I_LIMIT。由于此时负载电流比较大,LDO 的温度会逐渐上升。当温度触发 LDO 的保护温度后,LDO 的输出会立马关断。从输出电压 - 输出电流曲线来看,这就类似一道 “砖墙” 阻挡电流继续增加。以 TPS7A16 为例,其数据手册显示,该型号的砖墙限流阈值在 105mA(典型值)。从输出电压 - 负载电流曲线可知,当负载电流超过 I_LIMIT,并触发 LDO 温度保护后,输出电压会急剧下降。这种机制通常是通过内部电流检测电路和温度保护电路来实现的。LDO 的内部结构包含一个电流镜用于检测电流,当检测到的电流超过设定的参考电流时,限流触发。随着 LDO 温度上升,到达保护温度点后,功率晶体管会关闭,从而切断输出。砖墙限流的特点是可以容忍短时过载,在短时过载的情况下较为安全,但如果持续过载,热量不断积累就会触发热关断。
综上所述,在进行电路设计时,工程师需要根据具体的应用场景和需求,合理选择 LDO 的过流保护机制,以确保电路的安全和稳定运行。例如,在一些对短时过载有一定容忍度的场景中,可以优先考虑砖墙限流机制;而在需要快速响应过流情况的场景下,过流关断保护可能更为合适。同时,还需要结合其他因素,如负载特性、环境温度等,进行综合考量,以实现可靠的过流保护。
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