過流保護的電路方案——限制的電流1A是怎么來的？

工程師在開發一些電子項目，不知道是否遇到過類似這樣的問題——設計的PCBA電路板，內部有5V電源電路，除了給各個功能電路供電之外，比如MCU單片機供電、PM2.5傳感器供電、喇叭供電，還需要給外部電路供電。5V電源給內部電路供電還好處理，但給外部電路供電，就不那么簡單了，因為工程師需要考慮各種不同的情況出現，如外部電路如果短路怎么辦？外部電路，如果電壓超過了5V怎么辦？還有就是如果外部電路，發生了異常，內部的電路該怎么判斷呢？

本文轉載自“電路一點通”賬號，原作者介紹了安森美(onsemi)一款專門用來進行限流輸出的保護芯片NCP380，它能將5V電壓輸出的電流限制在1A或者1.5A和2.0A，這樣就可以防止大電流和短路的情況發生了。

內部的5V電路向外輸出5V電壓

首先，讓我們詳細來了解一下它的功能用途。

NCP580芯片應用電路

在這個限流保護電路中，VIN連接的是5V電壓，是輸入電壓。VOUT就是向外輸出的5V電壓，正常的工作電流是500mA。

如果外部的電路發生異常情況，導致電路中的電流增大了1.2A，超過了限制的電流1A，顯然它就會觸發芯片的電流保護功能，會立即關閉VOUT輸出的5V電壓，這樣就保護了內部的5V電源電路不受影響了。問題是，這個限制的電流1A是怎么來的？

它與限流電阻R1的阻值有關，不同的阻值，對應到不同的限流值。比如

. R1阻值為23.7K，NCP380芯片限流的值就為1A；

. R1阻值為37.4K，NCP380芯片限流的值就為0.7A；

. R1阻值為14.3K，NCP380芯片限流的值就為1.5A；

. R1阻值為9K，NCP380芯片限流的值就為2.0A；

工程師可以根據自己的實際項目來選擇合適的R1電阻阻值，來達到自己想要的限流功能。

芯片限流的原理

可能有工程師會問，為什么NCP380芯片有限流的保護功能呢？它的保護原理是什么呢？回答這個問題，還得從它的內部電路來分析。

NCP380芯片內部電路

芯片的內部，輸入VIN 和 輸出VOUT之間有一個P溝道的MOS管，它是作為一種功率開關，控制輸出的電壓VOUT。也就是說，NCP380芯片，本質上可以把它看成一個MOS管。當MOS管導通，5V電壓就可以輸出；當MOS管關閉，5V電壓就輸出不了。

其中這個MOS管的導通和關閉，是由芯片的EN引腳電平決定的。如果EN引腳輸入高電平，MOS管就導通；如果EN引腳輸入低電平，MOS管就關閉。

不知道工程師有沒有發現，在輸入VIN那一側，它還有一個串聯的小電阻，這個電阻就是用來測量輸出的電流，它的功能是類似于采樣電阻。NCP380芯片就是通過內部的采樣電阻，來實時檢測輸出的電流是否正常。

工程師可不要搞混了，這個電阻與芯片哥之前說的限流電阻R1不是一個電阻，它倆的作用完全不一樣。芯片內部的采樣電阻只是負責檢測輸出的電流，而外圍的限流電阻R1，它的阻值是設定限定輸出電流的最大值。

如何判斷是否過流

既然NCP380芯片具有限流的保護功能，那如何判斷電路是否過流了呢？工程師可以通過檢測芯片的FLAG引腳的高低電平來判斷。

NCP380芯片應用電路

FLAG引腳是一個標志位，只有當芯片內部產生的過流，或者過溫了，FLAG引腳才會輸出一個低電平；在其他正常的情況下，由于有一個47K的上拉電阻R2，所以它平時是一個高電平的狀態。

雖然NCP380芯片，能被工程師用來開發帶有限流保護功能的電路方案，但它的VIN輸入引腳電壓，最大卻只能支持5.5V，顯然是不符合高電壓項目應用的，比如12V。