过流保护电路@@在@@开关电源@@中是如何设计的@@?

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众所周知@@,当电源的输出端超过额定负载或短路时@@@@,会对电源造成损坏@@,以至造成系统不能正常工作@@。针对于此我们在@@设计电源时@@要对产品进行限流保护设计@@。那么@@方法很多@@,我们可以将他设计到电源的输入端或者设计到电源的输出端@@。要达到最佳的设计@@方法就要以实际的情况而定@@,以下几种方法都是常用的电流控制方法@@:

1)、初级参考直接驱动方式的电源可设计到输入端@@,如下图@@所示@@

初级参考直接驱动方式的电源可设计到输入端@@

图@@中两种电路的工作原理是@@@@:

(a) 图@@:在@@输出端有过载或短路情况发生时@@@@,此时@@初级电流会很快的增加@@,Rsc上的@@就会产生电压@@@@,此电压@@超过@@B-E的导通@@电压@@@@,那么@@Q2就会导通@@@@@@,就会把@@Q2集电极电位拉到地@@,如果@@接的是震荡电路此时@@就会导至震荡电路停止工作@@,从而达到保护的目的@@。

Rsc的取值@@是@@:Rsc=Vbe/Ip

(b)图@@中的电路@@是一种常用的限流保护电路@@,在@@反击或者正激电路中受到设计者的欢迎@@。他的工作过程和@@@@(a)图@@的工作过程有些类似@@,但是他有些很好的优点@@,

首先@@,比较器的@@电流限制激发临限电压@@可预制到一个精确的且可预制的准位上@@,这就相当于双极性三极管有较大@@Vbe电压@@范围的临限电压@@值@@@@, 其次是此临限电压@@足够的小@@,基本上是@@100MV和@@200MV,因此@@电流限制电组就可较小@@,这样就可以提高效率@@。

2)、应用在@@基极驱动器的电流限制电路@@@@

应用在@@基极驱动器的电流限制电路@@@@

上图@@所画的电流限制电路@@图@@适合于各种电路的电源供应器@@。此种电路的输出部分是与@@控制电路@@共地的@@。

工作原理是@@:在@@正常的工作情况下@@@@,流入到@@Rsc上的@@Il不会产生很大的压降@@,那么@@就不会使@@@@Q1导通@@,若@@负载电流足够大就会在@@@@@@Rsc上产生电压@@@@,使@@Q1导通@@。若@@Q1在@@OFF装态时@@@@,而且@@Ic1=0时@@C1会全部放电掉@@,因此@@Q2也会处于@@OFF状态@@,如果@@Il电流逐渐增加时@@@@,则@@Il*Rsc=VbeQ1+Ib1R1

此时@@会集电极会有电流@@Ic1流过@@,并有下面的时@@间常数将@@C1充电@@ T=R2*C1

那么@@C1上的@@电压@@@@是@@: Vc1=Ib2R3+VbeQ2

为了使@@为了使@@电容器@@电压@@的负载效应减到最低值@@@@,我们可选用具有较高的@@HFE的达林凳管子来代替@@Q2,这样可以把基极电流限制在@@微安培@@,我门在@@选择电阻@@R4时@@要远远大于@@R3。这样当电流过@@载时@@@@,C1电容会快速放电@@。

R2的取值@@如下@@:

IBL=(V1-VBEQ1)/R1

而且@@Ic1=HfeQ1IBLMAX

所以@@,R2>=(V1-VCEMAX)R1/(V1-VBEQ1)

在@@适当的电路@@设计上@@,VCE能够快速的到达其电压@@值@@@@,并将@@Q2三极管偏压到导通@@状态@@@@,这样一来就可以关闭稳压器的驱动信号@@。

当过载除去后@@,电路会自动恢复到工作状态@@@@。如果@@使@@用具有固定电流限制比较器的@@@@IC PWM 控制电路@@,则@@图@@一@@B的电路@@,我们将电流限制电阻器@@RSC放到输出的正端上@@,就能获的良好的电流限制效果@@。

以上这两种方法在@@检测电流情况都工作良好@@。但是功率电阻器@@RSC的存在@@可能会变成不受欢迎的@@,尤其是在@@高电流输出下会造成功率的消耗@@,影响到整机的效率@@。,真对于次会有另一种方法来克服这种问题@@,。那就是用变压器来检测过电流@@。并且电路中无消耗功率的元器件@@@@,如图@@所示@@

电路中无消耗功率的元器件@@

工作原理是@@:T1用来检测@@负载电流@@IL,因此@@电阻@@R1会有成比例的电压@@产生@@。D3为整流二极管@@,R3 C1整流后的滤波电路@@,若@@电流过@@载发生时@@@@,电容器@@C1上的@@电压@@@@会增加到稳压二极管@@Z1的导通@@电压@@@@,此时@@三极管@@Q1会导通@@@@,因此@@Q1集电极上的@@信号可以关闭稳压器的驱动信号@@。

要注意的是@@:T1的设计@@,材料的选择要用陶铁磁和@@@@MPP的环形铁芯@@,但是铁芯不能工作在@@饱和@@状态@@@@, 圈数的设计@@@@:初级圈数一般选一圈@@,次级圈数的选择右次级的电压@@所决定@@, NP/NS=IS/IP

由于@@IR=VS/R1

因此@@在@@最大指定负载电流@@IC情况下@@,次级圈数必须能在@@电容器@@@@C1上产生所期望的电压@@值@@@@,所以@@ NS=NP*IRR1/(Vs+Vd3)

至此我门就可以绕制一个精确的变压器@@,而在@@实际的电路@@测试上必须在@@圈数上稍做调整@@,以便能做到最佳的性能@@。

还有一种电流限制电路@@@@:如图@@所示@@

不管是放在@@电源的输入端或是输出端部分都能做到叫好的效果@@,同样的此电路也能适合于多路输出的电源供应器@@,但是有一点@@,对于多组输出要使@@的各个电流限制能达到其作用@@,要用一帆工夫@@,

电流限制电路@@

上图@@的工作原理是@@@@:

T1用来检测@@T2 的初级电流@@,T1 后经二极管整流后电容滤波@@,可变电阻@@R1用来设定比较器输入端的临限电压@@@@,在@@正长工作情况下@@@@,比较器的@@Vref参考输入端电压@@会高于@@电卫器@@R1上的@@电压@@@@,此时@@比较器的@@输出会在@@@@高电平@@,此时@@的@@555IC(单激@@多谐振荡器@@)会有低电平的输出@@,使@@Q1保持在@@关闭状态@@@@.

如果@@过载发生时@@@@,电压@@V1会高于@@VREF,使@@的比较器在@@底电位@@,IC555输入端由高电位至底电位的转换过程@@,会在@@@@IC555输出端产生单激@@输出@@,而将@@Q1 ON,C极连到关闭的输入端或是@@PWM电路的柔和@@启动电容器@@上@@,所以@@会牵引到地电平@@。而终止了输出转换脉波@@,并将@@稳压器关闭@@, 如果@@过栽情况持续着@@,电源会处于打嗝状态@@中@@,就是它会以@@IC555单激@@RC时@@间常数的周期在@@@@ON 与@@OFF状态@@之间@@,不停的转换@@,直到过载去除后@@,电路才会恢复恢复到正常状态@@中@@。变压器设计同上一节@@。

文章来源@@:电子工程专辑@@

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