開關(guān)電源中幾種過流保護方式分析-KIA MOS管

電源作為一切電子產(chǎn)品的供電設(shè)備，除了性能要滿足供電產(chǎn)品的要求外，其自身的保護措施也非常重要，如過壓、過流、過熱保護等。

一旦電子產(chǎn)品出現(xiàn)故障時，如電子產(chǎn)品輸入側(cè)短路或輸出側(cè)開路時，則電源必須關(guān)閉其輸出電壓，才能保護功率MOSFET和輸出側(cè)設(shè)備等不被燒毀，否則可能引起電子產(chǎn)品的進一步損壞，甚至引起操作人員的觸電及火災(zāi)等現(xiàn)象，因此，開關(guān)電源的過流保護功能一定要完善。

開關(guān)電源中常用的過流保護方式

過電流保護有多種形式，如圖1所示，可分為額定電流下垂型，即フ字型；恒流型；恒功率型，多數(shù)為電流下垂型。過電流的設(shè)定值通常為額定電流的110％～130％。一般為自動恢復型。

圖1中①表示電流下垂型，②表示恒流型，③表示恒功率型。

用于變壓器初級直接驅(qū)動電路中的限流電路

在變壓器初級直接驅(qū)動的電路（如單端正激式變換器或反激式變換器）的設(shè)計中，實現(xiàn)限流是比較容易的。圖2是在這樣的電路中實現(xiàn)限流的兩種方法。

圖2電路可用于單端正激式變換器和反激式變換器。圖2（a）與圖2（b）中在MOSFET的源極均串入一個限流電阻Rsc，在圖2（a）中， Rsc提供一個電壓降驅(qū)動晶體管S2導通，在圖2（b）中跨接在Rsc上的限流電壓比較器，當產(chǎn)生過流時，可以把驅(qū)動電流脈沖短路，起到保護作用。

圖2（a）與圖2（b）相比，圖2（b）保護電路反應(yīng)速度更快及準確。首先，它把比較放大器的限流驅(qū)動的門檻電壓預(yù)置在一個比晶體管的門檻電壓Vbe更 精確的范圍內(nèi)；

第二，它把所預(yù)置的門檻電壓取得足夠小，其典型值只有100mV～200mV，因此，可以把限流取樣電阻Rsc的值取得較小，這樣就減小了 功耗，提高了電源的效率。

圖2　　在單端正激式或反激式變換器電路中的限流電路

當AC輸入電壓在90～264V范圍內(nèi)變化，且輸出同等功率時，則變壓器初級的尖峰電流相差很大，導致高、低端過流保護點嚴重漂移，不利于過流點的一致性。

在電路中增加一個取自＋VH的上拉電阻R1，其目的是使S2的基極或限流比較器的同相端有一個預(yù)值，以達到高低端的過流保護點盡量一致。

用于基極驅(qū)動電路的限流電路

在一般情況下，都是利用基極驅(qū)動電路把電源的控制電路和開關(guān)晶體管隔離開來。變換器的輸出部分和控制電路共地。限流電路可以直接和輸出電路相接，其電路如圖3所示。在圖3中，控制電路與輸出電路共地。

工作原理如下：

電路正常工作時，負載電流IL流過電阻Rsc產(chǎn)生的壓降不足以使S1導通，由于S1在截止時IC1=0， 電容器C1處于未充電狀態(tài)，因此晶體管S2也截止。

如果負載側(cè)電流增加，使IL達到一個設(shè)定的值，使得ILRsc=Vbe1＋Ib1R1，則S1導通，使 電容器C1充電，其充電時間常數(shù)τ= R2C1，C1上充滿電荷后的電壓是VC1=Ib2R4＋Vbe2。在電路檢測到有過流發(fā)生時，為使電容器C1能夠快速放電，應(yīng)當選擇R4。

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