电流限制
来自维基百科，自由的百科全书
电流限制（英语：Current limiting）也称为限电流，是限制输送到负载的电流，保护产生电流或传输电流的电路，避免出现短路或过载等事故。电流限制也是一种过电流保护装置的型态。依照2020 NEC/NFPA 70，电流限制型的过电流保护装置定义为“保护电路的装置，若在其电流限制范围内运作，且在限制电流状态下，可以让流过的电流远少于用导体代替保护装置时的电流。”
有些装置除了电流限制保护，还有过电流保护。此情形下，电流限制保护在负载电流降低时，保护就不动作，不需人工复归。而过电流保护动作时，设备会停止电流输出，要人工复归才能恢复正常动作。
涌浪电流限制器
涌浪电流限制器是用来限制涌浪电流（inrush current）的设备。被动电阻元件电阻器（但会有消耗能量的缺点）以及负温度系数（NTC）的热敏电阻是简易的涌浪电流限制器，而正温度系数（PTC）的热敏电阻则会用来限制电路运作中的最大电流（两者都有需要冷却时间的缺点）。若这些方法不适用时，会用其他主动元件，以较复杂的作法来实现。
功率电路中的电流限制
电路中很常见的保护装置是保险丝，但保险丝不一定可似保护固态电子元件，因此会再加入主动电流限制功能。
电路图中所示的就是一种电流限制的作法，是用在稳压直流电源供应器以及AB级功率放大器的简单保护电路。
Q1是输出晶体管，Rsens可以感测负载电流，Q2是保护用晶体管，当Rsens上的电压到达约0.65 V时，Q2就会导通。其电压是由Rsens阻值以及负载电流（Iload）所决定的。当Q2导通时，会使Q1的基极电流减少，因此Q1的集极电流也会减少，后者几乎和负载电流相等。因此，Rsens会让最大电流维持不会超过0.65/Rsens。假设，Rsens = 0.33 Ω，电流会限制在约2 A ，即使Rload短路（且Vo变为零）时也是如此。
再者，只要有过载的情形，就会持续有功率的消耗，这意味着设备需可以在一段时间内可以承受此负载。有电流限制装置下的功率消耗会比无此装置下的要小很多。在此技术下，若超过电流限制时，输出电压会降低，降低的值则依电流限制值以及负载电阻而定。
为了减少设备在短路所产生的热，有些电源供应器有折返式（foldback）限流功能，可以在短路时减少输出电流。电源供应器在短路时电压会降到零，而电流会限制在最大电流的一定比例。
电源供应器中折返电流限制的主要目的是让输出晶体管在安全功率耗散的限制下运作。线性电源供应器会将输入电压和输出电压之间的电压差以热的方式耗散。在过载条件下，输出电压会下降，因此电压差变得更大，也增加需要耗散的热。折返电流限制让输出晶体管在电力系统故障或过载条件下，仍可以运作在安全工作区内。折返电流限制也显著的减少故障时负载的功率耗散。也减少火灾的风险[1]。
计多电源供应器会有定电流限制的保护。折返电流限制比这更进一步，让输出电流限制随着输出电压降低而减少。不过这也增加电源供应器的复杂程度，针对其所需电流为定值，不随输入电压变化的非电阻特性元件（例如运算大器），折返电流限制可能会使其陷入“锁定”（lockout）的条件。有些折返电流限制会加上暂态的延迟，以避免锁定，并且限制短路时的局部发热。
开关模式电源在输出短路时，运作在电流限制模式，不会增加功率晶体的发热，因此此应用下的金返电流限制只是其中的功能之一，开关模式电源不需透过折返电流限制来保护功率晶体，避免在短路时损毁。开关模式电源若是一产品的一部分，而该产品需独立通过地区性的安全标准，比较会在开关模式电源上看到金返电流限制功能[2]。
单电源电流
上述电路有一个问题，Q1会工作在非饱和区，要到其基极偏压比Vcc高0.5伏以上时，才会进入饱和区。
若是用单一电源（Vcc），这些电路的运作会更有效率。在二个电路中，R1让Q1导通，提供电压和电流到负载。当R_sense上电流超过设计限制值时，Q2导通，开始将Q1关闭，因此限制负载电流。选配的元件R2，可以在Q2短路时保护Q2。若Vcc只有几伏特，可以选用MOSFET作Q1，其dropout电压较低。由于此电路很简单，有时会用作高功率LED的电流源[3]。
-
NPN晶体管的限流电路（Vo输出的位置类似PNP的范例） -
PNP晶体管的限流电路
相关条目
参考资料
外部链接
Wikiwand - on
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.