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詳解兩種常見的過流保護電路及注意事項

電源研發(fā)精英圈 ? 來源:面包板社區(qū) ? 作者:電源研發(fā)精英圈 ? 2021-04-12 11:32 ? 次閱讀

過流保護對電源來說是一種標配了,可以說所以的電源都會有過流保護功能,過流保護可以分為關斷保護與限流保護兩種。

關斷保護是,當過載后,電路檢測到電源過流了,電源芯片停止PWM,過流故障解除后也不會重新恢復正常。

限流型由于其具有電流下垂特性,故障解除后開關電源能自動恢復工作,因此現(xiàn)在應用比較廣泛?,F(xiàn)在很多芯片有兩個檢測點,第一檢測點檢測電流過流后關斷當前PWM,當過流恢解除后,PWM恢復正常,當?shù)降诙z測點觸發(fā)后,芯片PWM停止并鎖死,必須AC斷電才能重啟。

限流型電源檢測來說,大多時候我們是在MOSFET下串聯(lián)一個功率電阻,然后用RC濾波后給芯片過流檢測點。圖1中的R2就是限流電阻,R5與C4組成RC濾波器。

8ca70dda-9b24-11eb-8b86-12bb97331649.jpg

R2的電阻在選擇的時候需要注意幾個事項:

1、限流電阻R2的阻值

2、限流電阻的功率選擇

3、限流電阻的材質(zhì)

限流電阻的阻值選擇,要根據(jù)原邊最大峰值電流Ipk與CS腳檢測的過流電壓來,一般電阻上的最大電壓取CS過流保護點電壓的70%,然后根據(jù)設定的電壓與電流計算出來阻值,我們知道阻值后,根據(jù)原邊有效值電流可以計算出實際每個周期的功率,根據(jù)實際功耗去選取電阻所需要的功率,選取的功率是實際功率的3-4倍。

限流電阻選阻值與功率選取好后,就需要選取材質(zhì)了,限流電阻可以用插件也可以用貼片,用插件電阻時候需要注意不能用有感電阻,這是特別需要注意的地方。

這顆電阻選取一個要求精度1%,并且是無感電阻。如果用了有感電阻會出現(xiàn)什么情況我們來分析下:

首先當驅(qū)動為高電平的時候,假設G對地有一個12v的電壓,當MOS管開通的時候,因為di/dt比較大,有感電阻的電感可能出現(xiàn)上正下負的電壓,這個時候GS點電壓就小于12V。

當驅(qū)動為低電平的時候,G對地是0V電壓,MOS管關斷,這時候寄生電感出現(xiàn)了上負下正的電壓,因為MOS管關斷,沒有電流流過,那限流電阻的電壓是0V,那么S極就出現(xiàn)了一個負壓,而G極是0V,那GS間的電壓與寄生電感上的電壓幅值一樣,如果寄生電感大的話,有可能出現(xiàn)二次開通現(xiàn)象。所以選取電阻時需要選取無感電阻。

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限流電阻連接一個RC到芯片,這一個RC的作用是用來濾波作用的,現(xiàn)在很多的芯片都會有一個前沿消隱功能,但是前沿消隱的時間不一定足夠所以還是有加了RC,我們可以看下面的圖,限流電阻上的電壓波形有一個很大的震蕩,有時候這個震蕩的尖峰會超過我們的限流電壓,但是這是寄生參數(shù)引起的,一般很難控制,加RC濾波后,到B點的波形就沒有了這一個震蕩,被RC濾除了。RC的是根據(jù)截止頻率來設計得,一般是開關頻率的10-30倍,如果是60kHz的開關頻率時,我們會選擇1k電阻與100pF電容,大概的截止頻率1591kHz。

前沿消隱是芯片的功能

這一個功能就是芯片在發(fā)出驅(qū)動波形MOS管開通后,一段時間不去檢測是否過流,這個時間大概是200-300nS,不同的芯片有所不同。

8cbe9180-9b24-11eb-8b86-12bb97331649.jpg

隨功率的增大,原邊的MOS管的電流也會變大,那么我們的限流電阻上的損耗就會增加,當達到一定值后,限流電阻需要選取非常小的電阻值,可能這一電阻值小到PCB上的走線的寄生電阻都會在這一阻值上占一定比例,這時電阻就不好去選取了。這個時候就不再選用限流電阻,而改用的互感器來做限流,互感器本身就是一個磁性器件,通常是1:100的比例,它是有電感量的, 我們前面分析過MOS管串聯(lián)電阻的時候,電阻不能用有感的,現(xiàn)在互感器本身就是一個電感,那么我們就需要改變接法了,如下圖所示:

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互感器應用的時候就需要注意了,他的應用是不能與MOS管S極連接,一般都是連接到D極,原因與接了有感電阻是一樣的道理。
編輯:lyn

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原文標題:【原創(chuàng)精選】一文詳解這兩種常見的過流保護!

文章出處:【微信號:dianyuankaifa,微信公眾號:電源研發(fā)精英圈】歡迎添加關注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

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