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淺談開關電源的過流保護電路

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電梯直達

樓主

ID:367157 發表于 2021-5-12 10:29 | 只看該作者 |只看大圖回帖獎勵

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圖中兩種電路的工作原理是:
(a) 圖:在輸出端有過載或短路情況發生時,此時初級電流會很快的增加,Rsc 上的就會產生電壓,此電壓超過 B-E 的導通電壓,那么Q2就會導通,就會把Q2 集電極電位拉到地,如果接的是震蕩電路此時就會導至震蕩電路停止工作,從而達到保護的目的.
Rsc的取值是:

Rsc=Vbe/Ip
(b)圖中的電路是一種常用的限流保護電路,在反擊或者正激電路中受到設計者的歡迎.他的工作過程和(a)圖的工作過程有些類似,但是他有些很好的優點,
首先,比較器的電流限制激發臨限電壓可預制到一個精確的且可預制的準位上,這就相當于雙極性三極管有較大 Vbe 電壓范圍的臨限電壓值,
其次是此臨限電壓足夠的小,基本上是 100MV和 200MV,因此電流限制電組就可較小,這樣就可以提高效率.
2).應用在基極驅動器的電流限制電路

上圖所畫的電流限制電路圖適合于各種電路的電源供應器.此種電路的輸出部分是與控制電路共地的.
工作原理是:在正常的工作情況下,流入到 Rsc 上的 I l 不會產生很大的壓降,那么就不會使 Q1導通,若負載電流
足夠大就會在 Rsc上產生電壓,使 Q1 導通.若Q1 在 OFF裝態時,而且 Ic1=0時 C1會全部放電掉,因此Q2 也會
處于 OFF狀態,如果 Il電流逐漸增加時,則Il*Rsc=VbeQ1+Ib1R1
此時會集電極會有電流Ic1流過,并有下面的時間常數將C1 充電
T=R2*C1
那么 C1上的電壓是:
Vc1=Ib2R3+VbeQ2
為了使為了使電容器電壓的負載效應減到最低值,我們可選用具有較高的 HFE 的達林凳管子來代替 Q2,這樣
可以把基極電流限制在微安培,我門在選擇電阻 R4時要遠遠大于 R3.這樣當電流過載時,C1電容會快速放電.
R2的取值如下:
IBL=(V1-VBEQ1)/R1
而且 Ic1=HfeQ1IBLMAX
所以,R2>=(V1-VCEMAX)R1/(V1-VBEQ1)
在適當的電路設計上,VCE 能夠快速的到達其電壓值,并將 Q2 三極管偏壓到導通狀態,這樣一來就可以關閉穩
壓器的驅動信號.
當過載除去后,電路會自動恢復到工作狀態.如果使用具有固定電流限制比較器的 IC PWM 控制電路,則圖一B
的電路,我們將電流限制電阻器 RSC放到輸出的正端上,就能獲的良好的電流限制效果.
以上這兩種方法在檢測電流情況都工作良好.但是功率電阻器 RSC 的存在可能會變成不受歡迎的,尤其是在高電流輸出下會造成功率的消耗,影響到整機的效率.,真對于次會有另一種方法來克服這種問題,.那就是用變壓
器來檢測過電流.并且電路中無消耗功率的元器件,如圖所示

工作原理是:T1 用來檢測負載電流 IL,因此電阻 R1 會有成比例的電壓產生.D3 為整流二極管,R3 C1 整流后的
濾波電路,若電流過載發生時,電容器 C1 上的電壓會增加到穩壓二極管 Z1 的導通電壓,此時三極管 Q1 會導通,
因此 Q1 集電極上的信號可以關閉穩壓器的驅動信號.
要注意的是:T1的設計,材料的選擇要用陶鐵磁和MPP的環形鐵芯,但是鐵芯不能工作在飽和狀態,
圈數的設計:
初級圈數一般選一圈,次級圈數的選擇右次級的電壓所決定,
NP/NS=IS/IP
由于 IR=VS/R1
因此在最大指定負載電流 IC情況下,次級圈數必須能在電容器 C1上產生所期望的電壓值,所以
NS=NP*IRR1/(Vs+Vd3)
至此我門就可以繞制一個精確的變壓器,而在實際的電路測試上必須在圈數上稍做調整,以便能做到最佳的性
能.

還有一種電流限制電路:
如圖所示