分享開關電源的過流保護電路經典設計方案
發布時間:2014-09-06 責任編輯:mrcoocom
【導讀】近年來,開關dianyuandeyingyongguangfan,duiqikekaoxingyeyoulegenggaodeyaoqiu。yidandianzichanpinchuxianleguzhang,ruguodianzichanpinshuruduanduanluhuozheshuchuduankailu,zedianyuanbixuguanbiqishuchudian 壓,才能保護功率MOSFET和he輸shu出chu端duan設she備bei等deng不bu被bei燒shao毀hui,否fou則ze可ke能neng引yin起qi電dian子zi產chan品pin的de進jin一yi步bu損sun壞huai,甚shen至zhi引yin起qi操cao作zuo人ren員yuan的de觸chu電dian及ji火huo災zai等deng。所suo以yi一yi定ding要yao注zhu重zhong開kai關guan電dian源yuan的de過guo流liu保bao護hu電dian路lu功gong能neng的de設she計ji。
本文對開關電源常用過流保護電路總結出一份經典的設計方案。
1 采用電流傳感器進行電流檢測
過流檢測傳感器的工作原理如圖1所示。通過變流器所獲得的變流器次級電流經I/V轉換成電壓,該電壓直流化後,由電壓比較器與設定值相比較,若直流電 壓ya大da於yu設she定ding值zhi,則ze發fa出chu辨bian別bie信xin號hao。但dan是shi這zhe種zhong檢jian測ce傳chuan感gan器qi一yi般ban多duo用yong於yu監jian視shi感gan應ying電dian源yuan的de負fu載zai電dian流liu,為wei此ci需xu采cai取qu如ru下xia措cuo施shi。由you於yu感gan應ying電dian源yuan啟qi動dong時shi,啟qi動dong電dian流liu為wei額e定ding值zhi的de數shu 倍(bei),與(yu)啟(qi)動(dong)結(jie)束(shu)時(shi)的(de)電(dian)流(liu)相(xiang)比(bi)大(da)得(de)多(duo),所(suo)以(yi)在(zai)單(dan)純(chun)監(jian)視(shi)電(dian)流(liu)電(dian)瓶(ping)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia),感(gan)應(ying)電(dian)源(yuan)啟(qi)動(dong)時(shi)應(ying)得(de)到(dao)必(bi)要(yao)的(de)輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao),必(bi)須(xu)用(yong)定(ding)時(shi)器(qi)設(she)定(ding)禁(jin)止(zhi)時(shi)間(jian),使(shi)感(gan)應(ying)電(dian)源(yuan)啟(qi)動(dong)結(jie) 束前不輸出不必要的信號,定時結束後,轉入預定的監視狀態。

2 啟動浪湧電流限製電路
開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)在(zai)加(jia)電(dian)時(shi),會(hui)產(chan)生(sheng)較(jiao)高(gao)的(de)浪(lang)湧(yong)電(dian)流(liu),因(yin)此(ci)必(bi)須(xu)在(zai)電(dian)源(yuan)的(de)輸(shu)入(ru)端(duan)安(an)裝(zhuang)防(fang)止(zhi)浪(lang)湧(yong)電(dian)流(liu)的(de)軟(ruan)啟(qi)動(dong)裝(zhuang)置(zhi),才(cai)能(neng)有(you)效(xiao)地(di)將(jiang)浪(lang)湧(yong)電(dian)流(liu)減(jian)小(xiao)到(dao)允(yun)許(xu)的(de)範(fan)圍(wei)內(nei)。浪(lang)湧(yong)電(dian)流(liu) 主(zhu)要(yao)是(shi)由(you)濾(lv)波(bo)電(dian)容(rong)充(chong)電(dian)引(yin)起(qi),在(zai)開(kai)關(guan)管(guan)開(kai)始(shi)導(dao)通(tong)的(de)瞬(shun)間(jian),電(dian)容(rong)對(dui)交(jiao)流(liu)呈(cheng)現(xian)出(chu)較(jiao)低(di)的(de)阻(zu)抗(kang)。如(ru)果(guo)不(bu)采(cai)取(qu)任(ren)何(he)保(bao)護(hu)措(cuo)施(shi),浪(lang)湧(yong)電(dian)流(liu)可(ke)接(jie)近(jin)數(shu)百(bai)A。
3 采用基極驅動電路的限流電路
在(zai)一(yi)般(ban)情(qing)況(kuang)下(xia),利(li)用(yong)基(ji)極(ji)驅(qu)動(dong)電(dian)路(lu)將(jiang)電(dian)源(yuan)的(de)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)和(he)開(kai)關(guan)晶(jing)體(ti)管(guan)隔(ge)離(li)開(kai)。控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)與(yu)輸(shu)出(chu)電(dian)路(lu)共(gong)地(di),限(xian)流(liu)電(dian)路(lu)可(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)與(yu)輸(shu)出(chu)電(dian)路(lu)連(lian)接(jie),工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)如(ru)圖(tu)3所示,當輸出過載或者短路時,V1導通,R3兩端電壓增大,並與比較器反相端的基準電壓比較。控製PWM信號通斷。

4 通過檢測IGBT的Vce
當電源輸出過載或者短路時,IGBT的Vce值則變大,根據此原理可以對電路采取保護措施。對此通常使用專用的驅動器EXB841,其內部電路能夠很 好地完成降柵以及軟關斷,並具有內部延遲功能,可以消除幹擾產生的誤動作。其工作原理如圖4所示,含有IGBT過流信息的Vce不直接發送到EXB841 的集電極電壓監視腳6,而是經快速恢複二極管VD1,通過比較器IC1輸出接到EXB841的腳6,從而消除正向壓降隨電流不同而異的情況,采用閾值比較 器,提高電流檢測的準確性。假如發生了過流,驅動器:EXB841的低速切斷電路會緩慢關斷IGBT,從而避免集電極電流尖峰脈衝損壞IGBT器件。

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