مدارات حفاظتی رگولاتور های خطی

عملکرد مدار:

جریان بار توسط مقاومت I_sense حس می‌شود ( ولتاژی است متناسب با جریان). این ولتاژ با تقویت‌کننده تفاضلی تقویت و تغییر سطح داده می‌شود.

ولتاژ خروجی تقویت‌کننده تفاضلی، سیگنالی با مرجع زمین است که متانسب با جریان بار است. این سیگنال به ورودی معکوس‌کننده (-) Current error amp اعمال شده و ورودی غیر معکوس‌کننده (+) آن به یک ولتاژ مرجع متصل شده است. مقدار ولتاژ مرجع برابر معادل حداکثر ولتاژ خروجی تقویت‌کننده تفاضلی است وقتی بیشینه جریان از رگولاتور عبور می‌کند.

لازم به ذکر است تا وقتی که جریان بار کمتر از مقدار آستانه است، خروجی تقویت‌کننده “1” است. وقتی که جریان بار به آستانه محدودکنندگی نزدیک می‌شود، خروجی تقویت‌کننده “0” شده و خروجی تقویت‌کننده ولتاژ خطا بی اثر می‌شود.

هنگامی که محدودیت جریان اتفاق می‌افتد، ولتاژ خروجی رگولاتور به زیر مقدار نامی افت پیدا می‌کند. مدار کنترل حلقه ولتاژ این افت ولتاژ را حس کرده و در صدد تصحیح آن بر می‌آید؛ خروجی error amp سطح بالا می‌شود تا بتواند سطح ولتاژ خروجی را بالا ببرد، اما current error amp تمام جریان را از خود عبور می‌دهد و اثر error amp را از بین می‌برد. همانند محدودکننده حرارتی، محدودکننده جریان برای جلوگیری از آسیب رسیدن به IC، اثر حلقه کنترل ولتاژ را خنثی می‌کند.

 طبق نمودار شکل بالا، ولتاژ تا نقطه‌ای که جریان کمتر از بیشنه مقدار مجازش باشد، ثابت است. هنگامی که رگولاتور وارد حالت جریان ثابت شد، IC جریان بار را به حد نهایی محدود می‌کند؛ به این معنا که مقدار ولتاژ هر مقداری حتی تا صفر ولت خواهد شد.

لازم به ذکر است که محدود کننده حرارتی همیشه می‌تواند محدود کننده جریان را بی‌اثر کرده و می‌تواند ولتاژ و جریان را به هر مقداری کاهش دهد تا دمای اتصال پیوندها را در حدود 160 درجه سانتی‌گراد نگه دارد.

به عنوان مثال، وقتی خروجی LP2952 اتصال کوتاه شود، جریانی بیشتر از جریان نامی (بیشتر از 250 میلی‌آمپر) تا حداکثر 530 میلی‌آمپر از آن می‌گذرد. علت آن‌که حداکثر جریان اتصال کوتاه آن 530 میلی‌آمپر است، عملکرد مدار محدودکننده جریان است.

با این حال اگر ولتاژ ورودی به قدری زیاد باشد که گرمای لازم برای فعال شدن مدار حفاظت حرارتی عمل کند، جریان کاهش خواهد یافت تا دما در حدود 160 درجه سانتی‌گراد باقی بماند.