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如何把電源的功率限制變?yōu)殡娏飨拗?/h1>
作者: 時間:2012-03-14 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

故障保護是所有控制器都有的一個重要功能。幾乎所有應(yīng)用都要求使用過載保護。對于峰值模式控制器而言,可以通過最大峰值來輕松實現(xiàn)這個功能。在非連續(xù)反向結(jié)構(gòu)中,為峰值設(shè)置可最終從輸入源獲得的。但是,限制輸入不會限制的輸出電流。如果出現(xiàn)過載故障時輸入保持不變,則隨著輸出電壓下降,輸出電流增加(P=V*I)。發(fā)生短路故障時,這會讓輸出整流器或者系統(tǒng)配電出現(xiàn)難以接受的高損耗。本文利用一些小小的創(chuàng)新和數(shù)個額外組件,為您介紹對一個簡單的峰值電流限制進行改進,將電源

圖1對比了理想輸出電壓與恒定功率和恒定電流限制的電流。這兩種情況下,過載故障保護都在120%最大額定負載時起作用。在一個使用功率限制的系統(tǒng)中,輸出電流隨負載增加電壓反向而增加。在現(xiàn)實系統(tǒng)中,有功率限制的反向控制器會在某個點關(guān)閉,原因是控制器的偏壓損耗。相比之下,一旦超出過載閾值,有電流限制的系統(tǒng)便會立刻關(guān)閉??梢酝ㄟ^直接檢測隔離邊界二次側(cè)的負載電流,實現(xiàn)電流限制。但是,這樣做需要使用更多的電路,效率降低,而且成本一般會高得離譜。

Figure 1.jpg

圖 1 理想功率限制產(chǎn)生強電流,觸發(fā)故障保護。

圖2顯示了移動設(shè)備充電器所使用的一個5V/5W非連續(xù)反向電源的原理圖。在范例中,我們使用了UCC28C44控制器,它是大多數(shù)經(jīng)濟型峰值電流模式控制器的代表,擁有功率限制功能。在非連續(xù)反向結(jié)構(gòu)中,如果忽略效率影響,可使用方程式1計算負載功率(P)的大小。

方程式 1.jpg方程式 1

由于變壓器電感(L)和開關(guān)頻率(f)均固定不變,因此可以通過控制峰值一次電流(IPK)對輸出電壓(VOUT)進行調(diào)節(jié)。隨著輸出電流(IOUT)增加,電壓開始下降,但是反饋環(huán)路要求更高的峰值電流來維持電壓調(diào)節(jié)。
Figure 2.jpg

圖 2 這種5V/5W反向通過限制峰值變壓器電流實現(xiàn)功率限制。

在反向轉(zhuǎn)換器內(nèi)部,引腳1(COMP)的反饋電壓與峰值電流比較。通過R15檢測該峰值電流,并使用R13和C12對其進行濾波。如果電流檢測電壓達到過1V,則單獨過電流比較器終止脈沖。這種峰值電流限制方法與大多數(shù)脈寬調(diào)制(PWM)控制器中的功率限制過程一樣。如果功率保持恒定不變,則可以將方程式1改寫為方程式2。在該方程式中,我們可以清楚地看到功率限制時輸出電流同輸出電壓成反比。

方程式2.jpg方程式2

一些控制器還包含有一個第二級比較器。峰值電流高出第一級比較器時,第二級比較器跳閘斷開。這種第二級比較器觸發(fā)控制器完全關(guān)閉,并發(fā)起一個重啟周期。設(shè)計這種額外保護級的目的是防止電源本身發(fā)生災(zāi)難性故障,例如:短路變壓器繞組或者短路輸出二極管。但是,涉及短路負載的大多數(shù)情況一般都不會超出該閾值。

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