超越規格書框架 -新的方式使用裝置

作者：Diodes 公司 Isaac Sibson

電流穩流器是一種基本的建構區塊，可在任何需要穩定電流來源的電路或裝置的地方使用。這些裝置也常常在可能產生負面衝擊的不穩定電流供應環境中使用。例如，不良的調節裝況可能導致 LED 照明出現明顯的閃爍。Diodes Incorporated 的 BCR40x 線性恆定電流 LED 驅動器，便是為解決這種和類似情況而開發的。

如今，幾乎所有電路都需要某種形式的功率調節流程，甚至是電池供電的裝置也會使用電壓穩壓器。電路所提供的負載通常並不是恆定的； 除了穩定電壓以外，像 BCR40x 系列的這種恆定電流驅動器也用來減少這些干擾的衝擊，確保可變負載不會影響電源供應。

穩定電源供應的另一種方法，是在電軌上增加大型電容器。這些電容器可充當蓄電器，透過儲存電力，以在需要時為短脈衝提供額外的電流。電容器的性質，便是可以快速的充電和放電。在穩定電源供應電軌時，這是一項優勢，但在電容器完全放電時，這就變成了缺點。已放電的電容器將在電源供應狀況允許時盡速充電。如果沒有串聯電阻，則可能導致較大的浪湧電流。

下面是如何使用恆定電流驅動器達到良好效果的另一個範例 (圖 1)。大型電容器可以看作只是可變負載的另一種類型。透過使用恆定電流驅動器來控制用於大型電容器的電流，充電速率可以由設計工程師設定，而不是由電源或電阻器來設定。

圖 1：使用恆定電流穩流器作為電流限制器

雖然這不是一般使用恆定電流驅動器的方式，但它是以其他方式應用基本功能的一個良好範例。由於電流驅動器種類非常多元，因此有多種方法可使用。

例如，從基本意義上來說，故障條件也可以被視是可變負載。這表示使用恆定電流來源來保護電路免受故障影響是有可能的。可用於此目的的裝置，通常是可重設的保險絲。可重設保險絲是一種以具有正溫度係數(PTC)的材料製作的裝置。這僅代表隨著材料變熱，裝置的電阻也將增加。

可重設式保險絲便是利用了這種效應。在正常電路條件下，PTC 材料能夠讓不會引起自身發熱的電流通過。如果電流增加，則裝置的殘留電阻將導致其逸散更多功率，因此會發熱。當 PTC 材料達到預定溫度時，其電阻會顯著而迅速的提升。我們會以為這是保險絲已經燒斷了，但實際上這只是因為 PTC 材料非常高的電阻導致幾乎所有電流停止流動。

與傳統保險絲不同，PTC 材質的可重設保險絲會在冷卻後自動回復正常狀態。移除故障條件後，該裝置便可再次通過正常電流而不會自我加熱。

恆定電流源也可以相同的方式限制流向負載的電流，確保電流不會超過預先定義的等級。因為它是一種穩流器，所以「故障」條件會是驅動器可以提供的絕對最大電流。在正常條件下，遞送的電流會低於此絕對最大電流，如圖 2 所示。

圖 2：使用恆定電流驅動器做為可重設保險絲

與傳統 PTC 材料可重設保險絲相比，此處使用的 BCR40x 具備了多種優勢。首先，由於它並不依賴自我加熱過程，因此會更快達到「故障」狀態。第二，也因為這個理由，它的回復時間也較快。事實上，由於 PTC 設備在重設之前必須先冷卻，因此它通常會強制操作者關閉整個裝置的電源一段時間。BCR40x 不需要電源循環也可以進行「重設」，因此，一旦故障條件消除時，它就可以正常運作。

BCR40x 系列裝置涵蓋了 10mA 至 100mA 的供應電流，並且採用 DFN2020 或 SOT26 封裝。