Используя усилитель сигналов датчика тока в шине питания MAX4373, можно разработать схему с диапазоном напряжений до 28 В. Все, что нужно, – это n-p-n транзистор общего назначения.

Защелка на выходе COUT1 компаратора микросхемы MAX4373 и усилитель сигналов датчика тока в шине питания с компаратором и источником опорного напряжения делают возможным использование этого устройства в качестве размыкателя цепи (см. Рисунок 2 в техническом описании микросхемы). Однако приведенная в техническом описании схема подходит только для напряжений питания в диапазоне от +2.7 В до +5.5 В. Этот диапазон можно расширить до 28 В, добавив n-p-n транзистор общего назначения, как показано на Рисунке 1.

Рисунок 1.	В этом размыкателе цепи n-p-n транзистор Q1 расширяет размах сигнала на выходе COUT1 компаратора.

При нормальной работе на выходе компаратора с открытым стоком сохраняется низкий уровень напряжения, позволяя номинальному току 430 мкА протекать от эмиттера транзистора через R2 к выводу COUT1. Тот же (приблизительно) ток протекает через коллектор и резистор R1, создавая для p-канального MOSFET управляющее напряжение затвор-исток чуть выше –6.4 В.

Для приложения требуется порог срабатывания размыкателя, равный 900 мА. Микросхема MAX4373FESA выбрана потому, что ее коэффициент усиления от токоизмерительного резистора до выхода составляет 50 В/В. Таким образом, при токе 900 мА на токоизмерительном резисторе R6 сопротивлением 100 мОм падает напряжения 90 мВ, которое умножается на коэффициент усиления 50 и дает 4.5 В на выводе OUT. Пороговое напряжение на входе CIN1 компаратора составляет 600 мВ, поэтому расчетным значением является резистивный делитель с отношением 6.5:1. Выбор R4 = 68 кОм и R5 = 10 кОм дает фактический пороговый ток нагрузки 936 мА, что достаточно близко для данного приложения.

Если ток нагрузки превышает этот порог, выход компаратора фиксируется в высокоимпедансном состоянии. Транзистор переходит в режим отсечки, и MOSFET выключается. Нажатие кнопки сброса восстанавливает нормальную работу схемы при условии, что неисправность устранена.

Такая топология схемы подходит для приложений, в которых более высокое напряжение (в данном примере +28 В) по меньшей мере вдвое превышает напряжение V_CC. Кроме того, напряжение V_CC ограничено максимальным значением +5.5 В, чтобы оставаться в пределах выходного напряжения компаратора. Неравные значения сопротивлений R1 и R2 в этой схеме дают небольшое усиление, которое, в свою очередь, обеспечивает немного большее управляющее напряжение затвора для минимизации потерь из-за сопротивления открытого MOSFET.

Рисунок 2.	При показанном токе нагрузки (110% от номинального порогового значения 900 мА) размыкатель цепи на Рисунке 1 срабатывает примерно за 100 мкс.

Схема реагирует на перегрузку по току примерно за 100 мкс (Рисунок 2). Ее реакция (в отличие от термомеханического размыкателя) практически не меняется при токах, превышающих пороговое значение всего на 10%.

1. Datasheet Maxim MAX4374
2. Datasheet ON Semiconductor MTD20P06