基于開關(guān)電源的過(guò)流保護(hù)電路設(shè)計(jì)

　　眾所周知，當(dāng)電源的輸出端超過(guò)額定負(fù)載或短路時(shí)，會(huì)對(duì)電源造成損壞，以至造成系統(tǒng)不能正常工作。針對(duì)于此我們?cè)谠O(shè)計(jì)電源時(shí)要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行限流保護(hù)設(shè)計(jì)。那么方法很多，我們可以將他設(shè)計(jì)到電源的輸入端或者設(shè)計(jì)到電源的輸出端。要達(dá)到最佳的設(shè)計(jì)方法就要以實(shí)際的情況而定，以下幾種方法都是常用的電流控制方法：

　　1）、初級(jí)參考直接驅(qū)動(dòng)方式的電源可設(shè)計(jì)到輸入端，如下圖所示

　　圖一

　　圖中兩種電路的工作原理是：

　?。╝） 圖：在輸出端有過(guò)載或短路情況發(fā)生時(shí)，此時(shí)初級(jí)電流會(huì)很快的增加，Rsc上的就會(huì)產(chǎn)生電壓，此電壓超過(guò)B-E的導(dǎo)通電壓，那么Q2就會(huì)導(dǎo)通，就會(huì)把Q2集電極電位拉到地，如果接的是震蕩電路此時(shí)就會(huì)導(dǎo)至震蕩電路停止工作，從而達(dá)到保護(hù)的目的。

　　Rsc的取值是：Rsc=Vbe/Ip

　?。╞）圖中的電路是一種常用的限流保護(hù)電路，在反擊或者正激電路中受到設(shè)計(jì)者的歡迎。他的工作過(guò)程和（a）圖的工作過(guò)程有些類似，但是他有些很好的優(yōu)點(diǎn)，

　　首先，比較器的電流限制激發(fā)臨限電壓可預(yù)制到一個(gè)精確的且可預(yù)制的準(zhǔn)位上，這就相當(dāng)于雙極性三極管有較大Vbe電壓范圍的臨限電壓值， 其次是此臨限電壓足夠的小，基本上是100MV和200MV，因此電流限制電組就可較小，這樣就可以提高效率。

　　2）、應(yīng)用在基極驅(qū)動(dòng)器的電流限制電路

　　上圖所畫的電流限制電路圖適合于各種電路的電源供應(yīng)器。此種電路的輸出部分是與控制電路共地的。

　　工作原理是：在正常的工作情況下，流入到Rsc上的Il不會(huì)產(chǎn)生很大的壓降，那么就不會(huì)使Q1導(dǎo)通，若負(fù)載電流足夠大就會(huì)在Rsc上產(chǎn)生電壓，使Q1導(dǎo)通。若Q1在OFF裝態(tài)時(shí)，而且Ic1=0時(shí)C1會(huì)全部放電掉，因此Q2也會(huì)處于OFF狀態(tài)，如果Il電流逐漸增加時(shí)，則Il*Rsc=VbeQ1+Ib1R1

　　此時(shí)會(huì)集電極會(huì)有電流Ic1流過(guò)，并有下面的時(shí)間常數(shù)將C1充電 T=R2*C1

　　那么C1上的電壓是： Vc1=Ib2R3+VbeQ2

　　為了使為了使電容器電壓的負(fù)載效應(yīng)減到最低值，我們可選用具有較高的HFE的達(dá)林凳管子來(lái)代替Q2，這樣可以把基極電流限制在微安培，我門在選擇電阻R4時(shí)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于R3。這樣當(dāng)電流過(guò)載時(shí)，C1電容會(huì)快速放電。

　　R2的取值如下：

　　IBL=（V1-VBEQ1）/R1

　　而且Ic1=HfeQ1IBLMAX

　　所以，R2》=（V1-VCEMAX）R1/（V1-VBEQ1）

　　在適當(dāng)?shù)?a href="http://wenjunhu.com/v/tag/167/" target="_blank">電路設(shè)計(jì)上，VCE能夠快速的到達(dá)其電壓值，并將Q2三極管偏壓到導(dǎo)通狀態(tài)，這樣一來(lái)就可以關(guān)閉穩(wěn)壓器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

　　當(dāng)過(guò)載除去后，電路會(huì)自動(dòng)恢復(fù)到工作狀態(tài)。如果使用具有固定電流限制比較器的IC PWM 控制電路，則圖一B的電路，我們將電流限制電阻器RSC放到輸出的正端上，就能獲的良好的電流限制效果。

　　以上這兩種方法在檢測(cè)電流情況都工作良好。但是功率電阻器RSC的存在可能會(huì)變成不受歡迎的，尤其是在高電流輸出下會(huì)造成功率的消耗，影響到整機(jī)的效率。，真對(duì)于次會(huì)有另一種方法來(lái)克服這種問(wèn)題，。那就是用變壓器來(lái)檢測(cè)過(guò)電流。并且電路中無(wú)消耗功率的元器件，如圖所示

　　工作原理是：T1用來(lái)檢測(cè)負(fù)載電流IL，因此電阻R1會(huì)有成比例的電壓產(chǎn)生。D3為整流二極管，R3 C1整流后的濾波電路，若電流過(guò)載發(fā)生時(shí)，電容器C1上的電壓會(huì)增加到穩(wěn)壓二極管Z1的導(dǎo)通電壓，此時(shí)三極管Q1會(huì)導(dǎo)通，因此Q1集電極上的信號(hào)可以關(guān)閉穩(wěn)壓器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

　　要注意的是：T1的設(shè)計(jì)，材料的選擇要用陶鐵磁和MPP的環(huán)形鐵芯，但是鐵芯不能工作在飽和狀態(tài)， 圈數(shù)的設(shè)計(jì)：初級(jí)圈數(shù)一般選一圈，次級(jí)圈數(shù)的選擇右次級(jí)的電壓所決定， NP/NS=IS/IP

　　由于IR=VS/R1

　　因此在最大指定負(fù)載電流IC情況下，次級(jí)圈數(shù)必須能在電容器C1上產(chǎn)生所期望的電壓值，所以 NS=NP*IRR1/（Vs+Vd3）

　　至此我門就可以繞制一個(gè)精確的變壓器，而在實(shí)際的電路測(cè)試上必須在圈數(shù)上稍做調(diào)整，以便能做到最佳的性能。

　　還有一種電流限制電路：如圖所示

　　不管是放在電源的輸入端或是輸出端部分都能做到叫好的效果，同樣的此電路也能適合于多路輸出的電源供應(yīng)器，但是有一點(diǎn)，對(duì)于多組輸出要使的各個(gè)電流限制能達(dá)到其作用，要用一帆工夫，

　　上圖的工作原理是：

　　T1用來(lái)檢測(cè)T2 的初級(jí)電流，T1 后經(jīng)二極管整流后電容濾波，可變電阻R1用來(lái)設(shè)定比較器輸入端的臨限電壓，在正長(zhǎng)工作情況下，比較器的Vref參考輸入端電壓會(huì)高于電衛(wèi)器Ｒ１上的電壓，此時(shí)比較器的輸出會(huì)在高電平，此時(shí)的555IC（單激多諧振蕩器）會(huì)有低電平的輸出，使Q1保持在關(guān)閉狀態(tài)．

　　如果過(guò)載發(fā)生時(shí)，電壓V1會(huì)高于VREF，使的比較器在底電位，IC555輸入端由高電位至底電位的轉(zhuǎn)換過(guò)程，會(huì)在IC555輸出端產(chǎn)生單激輸出，而將Q1 ON，C極連到關(guān)閉的輸入端或是PWM電路的柔和啟動(dòng)電容器上，所以會(huì)牽引到地電平。而終止了輸出轉(zhuǎn)換脈波，并將穩(wěn)壓器關(guān)閉， 如果過(guò)栽情況持續(xù)著，電源會(huì)處于打嗝狀態(tài)中，就是它會(huì)以IC555單激RC時(shí)間常數(shù)的周期在ON 與OFF狀態(tài)之間，不停的轉(zhuǎn)換，直到過(guò)載去除后，電路才會(huì)恢復(fù)恢復(fù)到正常狀態(tài)中。