電源概覽

　　C-BISCUIT 電源系統(tǒng)概述
　一個 DC-DC 電源轉(zhuǎn)換器，將我們的 ~11V 電池電壓調(diào)節(jié)到良好、干凈的 5.0 V。在理想世界中，這就是我們所需要的，但在現(xiàn)實世界中，我們需要考慮發(fā)生故障時的保護電路，即過壓和過流情況。實現(xiàn)此目的的一種方法是使用稱為“撬棍”電路的電路。

　　通用撬棍
　　通用 9.1 V、250 mA 撬棒電路，使用可控硅整流器 (SCR) 來短路輸出端子
　　如果電路的輸入電壓達到特定閾值（上例中為 9.1 V），齊納二極管會擊穿并導(dǎo)致 TRIAC 或 SCR 電源和接地短路......就像您在端子上扔一根撬棍一樣。這會迫使大量電流通過設(shè)備，但會立即降低電壓。然后，內(nèi)聯(lián)保險絲會將負載（在我們的例子中為 Wandboard）與電源斷開。對于 SCR，當齊納二極管擊穿時，SCR 的柵極端子上會出現(xiàn)電壓。如果該電壓高于 SCR 的柵極激活電壓，設(shè)備就會開啟?！　∥覀兊那斯麟娐?/p>

　　更好的撬棍
　　我們正在實施的有點不同。我們采用了 TI 的可調(diào)齊納二極管（技術(shù)上稱為“可調(diào)精密齊納并聯(lián)穩(wěn)壓器”），稱為 LM431和TRIAC （而不是 SCR）。只要參考輸入端的電壓達到 2.5V，二極管就會擊穿。這意味著可以使用簡單的分壓器將其設(shè)置為幾乎任何電平。選擇R1和R2以使限制電壓約為 6 V。
　　您會注意到，在此實現(xiàn)中，電阻器和齊納二極管顛倒了。這是因為 TRIAC 和 SCR 的觸發(fā)方式不同。 LM431關(guān)閉時的陰極電流約為1uA。這意味著R4上的電壓降非常小，基本上使 MT1 和 TRIAC 柵極保持在相同的電壓。當達到觸發(fā)電壓并且齊納管擊穿時，電流開始流過R4，從而在其上產(chǎn)生更大的壓降。
　　這使 TRIAC 進入所謂的象限 3 操作，因為 MT2 和柵極的電位均低于 MT1。本質(zhì)上，少量電流從 MT1 流向柵極，從而導(dǎo)致大量電流從 MT1 流向 MT2。如果該電流超過幾毫安，則 TRIAC 會“鎖定”（鎖定電流）并保持導(dǎo)通狀態(tài)，直到該電流小于稱為保持電流的量。
　　當 TRIAC 導(dǎo)通時，3A 汽車保險絲將熔斷，保護電路。還有一個方便、漂亮的 LED 燈可以讓您知道保險絲是否熔斷。
　　模擬
　　對于大多數(shù)模擬電路，在原型設(shè)計之前對設(shè)計進行仿真是一個非常明智的想法。 SPICE 是事實上的工具，有許多不同的風(fēng)格和變體。 SPICE 本質(zhì)上是電路基元的數(shù)值微分方程求解器，可用于為您提供真實電路性能的良好近似值。然而，涉及復(fù)雜 IC 的重要電路通常難以建模。LTSpice IV是一種流行的模擬器，大多數(shù) LT 部件都有免費的 SPICE 模型可供下載。我想模擬 TRIAC 觸發(fā)電路，并開始尋找齊納二極管的模型。 TI 沒有為 LM431 提供任何模型，但他們確實為TL431提供了幾種模型，它們應(yīng)該具有類似的電路行為。
　　在嘗試將 HSPICE 和 PSPICE 模型適應(yīng) LTSpice 但結(jié)果不佳后，我最終下載了TINA-TI（TI 的 SPICE 模擬器）并使用 TL431 的加密 TINA 模塊。我的瞬態(tài)分析文件位于sim目錄中頁面底部的 ZIP 文件中。

　

　從瞬態(tài)分析中，我們可以看到，一旦輸入電壓達到約 6V，齊納管就會擊穿，并且 TRIAC 柵極電壓降至 1.8V，這低于 Q3 運行的柵極閾值電壓，因此我們可以放心地假設(shè)TRIAC 將開始導(dǎo)通并鎖定，直到保險絲熔斷。