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实现过载延迟的晶体管

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

尽管SMPS(开关电源)本身能防止永久性短路,但在遇到瞬时过载时有时会出问题。瞬时过载并非短路,但却会使电源超出其标称负载值。这种情况会在开关电源连接典型负载,如打印机头和小型电机时发生。在面对这样的负载时,电源可能会很容易触发保护电路,尤其是在开环增益很高的情况下。由于控制器无法保持电压恒定不变,你会看到初级输出电压因失去反馈电流而降低。
实现过载延迟的晶体管
图1,在打印机的这种典型功率分布特征中,过载和短路可能是相同的。


  图1示出了打印机的典型功率分布特征。你可以清楚地看到所发生的功率变化及相应的反馈电压摆动。由于在VOUT远未达到其目标值时,反馈电流尚未建立,所以启动序列就是短路。标称输出电流I1对应于负载恒定不变的稳压区。 当首次过载发生(图1中的I2)时,反馈引脚就会提高初级电流设定点(在电流模式控制器中),但是,波形的幅度因其接近最高电平而开始减小。在I3时,电源难以维持稳压状态,因而在短路状态下,VOUT降低到地电平。如果初级的PWM控制器具有简单的短路保护电路方案,则这种保护机制就会在过载区1和2触发,其时它应该只在最后一个过载区触发。图2示出了一种基于On Semiconductor 公司(www.onsemi.com)的NCP1200的短路保护电路方法。

实现过载延迟的晶体管
图2,一个晶体管网络可暂时提高峰值电流,直到电源通过降低峰值设定点停止工作为止。


  这一电路永久性监视反馈线(引脚2),以检测短路是否在次级出现。如果出现短路,引脚2就跳到其内部上拉电压,并触发保护突发模式。请注意:由于高电压源(引脚8)直接给控制器供电,这种保护动作与任何不良耦合的辅助电平无关。在过载区1和过载区2出现时,引脚2将跳到其最大电压,并触发保护。这种电路并不延迟反馈电压的上升,却会使输出功率电平随时提高一个给定的百分比。当IOUT在稳流范围之内时,引脚2处于3V以下,D1没有被偏置。结果,Q2被关断,而Q1将R3的较低端拉到地电位。因此,电流检测引脚上有一个受到R2和R3分压比影响的电流图像。
  在本例子中,VPIN4=VSENSE×R3/(R3+R2)=0.82×VSENSE,其中VSENSE是RSENSE两端的电压。如果NCP1200采用1V的最大电流调整点,则只要Q1被偏置(而不是正常配置下的1V),该IC就会在RSENSE上提供1.2V电压。只要引脚2跳到较高的电压值,如4V,从而表示失去稳流状态或严重过载,D1就通过Q4开始导通。这只晶体管缓冲反馈引脚阻抗:C3开始通过R5充电,而且当在25℃温度下达到大约0.7V时,Q1就开路。分压器消失了,电源不再保证很大的高峰值电流,VOUT下降,从而正常地触发保护。因此,你只要选用所需的R5阻值和C3电容值,就可以插入某一延迟时间,使电源能应对瞬时过载

 


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