開(kāi)關(guān)電源中幾種過(guò)流保護(hù)方式的比較

1.2用于基極驅(qū)動(dòng)電路的限流電路

在一般情況下，都是利用基極驅(qū)動(dòng)電路把電源的控制電路和開(kāi)關(guān)晶體管隔離開(kāi)來(lái)。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：

圖3 用于多種電源變換器中的限流電路

電路正常工作時(shí)，負(fù)載電流IL流過(guò)電阻Rsc產(chǎn)生的壓降不足以使S1導(dǎo)通，由于S1在截止時(shí)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(fù)載側(cè)電流增加，使IL達(dá)到一個(gè)設(shè)定的值，使得ILRsc=Vbe1＋I(xiàn)b1R1，則S1導(dǎo)通，使電容器C1充電，其充電時(shí)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(cè)到有過(guò)流發(fā)生時(shí)，為使電容器C1能夠快速放電，應(yīng)當(dāng)選擇R4R3。R2的選用原則為Ib1max=（Vin－Vbe1)/R1，IC1=β×Ib1max，則R2≥（Vin－Vcesat1）R1/（V1－Vbe1）。如果參數(shù)設(shè)計(jì)正確，由VC1所產(chǎn)生的偏壓足以使S2快速進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，通過(guò)S2的集電極輸出可以進(jìn)一步關(guān)閉PWM的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。當(dāng)過(guò)載現(xiàn)象解除后，電路可以自動(dòng)恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。

1.3 無(wú)功率損耗的限流電路

上述兩種過(guò)流保護(hù)比較有效，但是Rsc的存在降低了電源的效率，尤其是在大電流輸出的情況下，Rsc上的功耗就會(huì)明顯增加。圖4電路利用電流互感器作為檢測(cè)元件，就為電源效率的提高創(chuàng)造了一定的條件。

圖4電路工作原理如下：利用電流互感器T2監(jiān)視負(fù)載電流IL，IL在通過(guò)互感器初級(jí)時(shí)，把電流的變化耦合到次級(jí)，在電阻R1上產(chǎn)生壓降。二極管D3對(duì)脈沖電流進(jìn)行整流，經(jīng)整流后由電阻R2和電容C1進(jìn)行平滑濾波。當(dāng)發(fā)生過(guò)載現(xiàn)象時(shí)，電容器C1兩端電壓迅速增加，使齊納管D4導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)晶體管S1導(dǎo)通，S1集電極的信號(hào)可以用來(lái)作為電源變換器調(diào)節(jié)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

圖4 無(wú)功耗限流電路

電流互感器可以用鐵氧體磁芯或MPP環(huán)型磁芯來(lái)繞制，但要經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，以確保磁芯不飽和。理想的電流互感器應(yīng)該達(dá)到匝數(shù)比是電流比。通常互感器的Np=1，Ns=NpIpR1/(Vs＋VD3)。具體繞制數(shù)據(jù)最后還要經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)調(diào)整，使其性能達(dá)到最佳狀態(tài)。

1.4 用555做限流電路

圖5為555集成時(shí)基電路的基本框圖。

圖5 555集成時(shí)基電路的基本框圖