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超越数据表框架 - 新的方式使用装置

作者:Diodes 公司 Isaac Sibson

 

电流稳流器是一种基本的建构区块,可在任何需要稳定电流来源的电路或装置的地方使用。这些装置也常常在可能产生负面冲击的不稳定电流供应环境中使用。例如,不良的调节装况可能导致 LED 照明出现明显的闪烁。Diodes Incorporated 的 BCR40x 线性恒定电流 LED 驱动器,便是为解决这种和类似情况而开发的。

如今,几乎所有电路都需要某种形式的功率调节流程,甚至是电池供电的装置也会使用电压稳压器。电路所提供的负载通常并不是恒定的; 除了稳定电压以外,像 BCR40x 系列的这种恒定电流驱动器也用来减少这些干扰的冲击,确保可变负载不会影响电源供应。

稳定电源供应的另一种方法,是在电轨上增加大型电容器。这些电容器可充当蓄电器,透过储存电力,以在需要时为短脉冲提供额外的电流。电容器的性质,便是可以快速的充电和放电。在稳定电源供应电轨时,这是一项优势,但在电容器完全放电时,这就变成了缺点。已放电的电容器将在电源供应状况允许时尽速充电。如果没有串联电阻,则可能导致较大的浪涌电流。

下面是如何使用恒定电流驱动器达到良好效果的另一个范例 (图 1)。大型电容器可以看作只是可变负载的另一种类型。透过使用恒定电流驱动器来控制用于大型电容器的电流,充电速率可以由设计工程师设定,而不是由电源或电阻器来设定。

 

 

图 1:使用恒定电流稳流器作为电流限制器

虽然这不是一般使用恒定电流驱动器的方式,但它是以其他方式应用基本功能的一个良好范例。由于电流驱动器种类非常多元,因此有多种方法可使用。

例如,从基本意义上来说,故障条件也可以被视是可变负载。这表示使用恒定电流来源来保护电路免受故障影响是有可能的。可用于此目的的装置,通常是可重设的保险丝。可重设保险丝是一种以具有正温度系数(PTC)的材料制作的装置。这仅代表随着材料变热,装置的电阻也将增加。

可重设式保险丝便是利用了这种效应。在正常电路条件下,PTC 材料能够让不会引起自身发热的电流通过。如果电流增加,则装置的残留电阻将导致其逸散更多功率,因此会发热。当 PTC 材料达到预定温度时,其电阻会显著而迅速的提升。我们会以为这是保险丝已经烧断了,但实际上这只是因为 PTC 材料非常高的电阻导致几乎所有电流停止流动。

与传统保险丝不同,PTC 材质的可重设保险丝会在冷却后自动回复正常状态。移除故障条件后,该装置便可再次通过正常电流而不会自我加热。

恒定电流源也可以相同的方式限制流向负载的电流,确保电流不会超过预先定义的等级。因为它是一种稳流器,所以「故障」条件会是驱动器可以提供的绝对最大电流。在正常条件下,递送的电流会低于此绝对最大电流,如图 2 所示。

 

图 2:使用恒定电流驱动器做为可重设保险丝

 

与传统 PTC 材料可重设保险丝相比,此处使用的 BCR40x 具备了多种优势。首先,由于它并不依赖自我加热过程,因此会更快达到「故障」状态。第二,也因为这个理由,它的回复时间也较快。事实上,由于 PTC 设备在重设之前必须先冷却,因此它通常会强制操作者关闭整个装置的电源一段时间。BCR40x 不需要电源循环也可以进行「重设」,因此,一旦故障条件消除时,它就可以正常运作。

BCR40x 系列装置涵盖了 10mA 至 100mA 的供应电流,并且采用 DFN2020 或 SOT26 封装。