Ограничитель пускового тока защищает от короткого замыкания

При наличии в схеме большой емкости возникают проблемы контроля пусковых токов. Самый простой подход предполагает подключение резистора последовательно с батареей конденсаторов, но резистор впустую рассеивает мощность и добавляет падение напряжения. Схема на Рисунке 1 решает эти проблемы и обеспечивает дополнительное преимущество. При пуске схемы p-n-p транзистор Q₂ удерживает n-канальный MOSFET Q₁ в закрытом состоянии до тех пор, пока напряжение на конденсаторе C₁ не вырастет до уровня, достаточного для выключения Q₂. В течение этого интервала пусковой ток в конденсатор C₁ и остальную часть схемы идет через резистор R₁. Когда Q₂ закрывается, Q₁ включается, образуя низкоомный путь тока, параллельный R₁. При выключении внешнего питания конденсатор C₁ разряжается и схема сбрасывается.

Рисунок 1.	Схема на мощном MOSFET ограничивает пусковой ток и защищает от коротких замыканий.

В качестве дополнительного преимущества эта схема обеспечивает защиту от коротких замыканий. По мере увеличения тока через Q₁ падение напряжения на внутреннем сопротивлении открытого транзистора увеличивается. Когда падение напряжения на Q₁ достигает примерно 0.6 В (открывающее напряжения база-эмиттер транзистора Q₂), Q₂ включается, закрывая Q₁, и ток нагрузки теперь течет через резистор R₁. Устранение короткого замыкания восстанавливает нормальную работу, позволяя транзистору Q₂ выключиться, а Q₁ – включиться. Обратите внимание, что, поскольку сопротивление открытого MOSFET Q₁ выполняет функцию токоизмерительного резистора, порог срабатывания защиты может варьироваться в зависимости от температуры окружающей среды и характеристик Q₁. Можно настроить пороги включения и выключения Q₁, выбрав соответствующий резистор R₁ и транзистор Q₁ с подходящим сопротивлением открытого канала. Добавление обычного диода или стабилитрона последовательно с эмиттером транзистора Q₂ увеличивает ток срабатывания при коротком замыкании.

Выбор компонентов и номиналов для этой схемы зависит от конкретного приложения. Возможно, может потребоваться выбрать резистор R₁ большой мощности или добавить радиатор к транзистору Q₁, но во многих случаях схема экономит энергию по сравнению с традиционными решениями.