IC 及系統(tǒng)級(jí)保護(hù)功能

設(shè)計(jì)師經(jīng)常擔(dān)心的電路元件是功率MOSFET。與市場(chǎng)上其他許多額定值為600V的MOSFET相比，U1中集成功率MOSFET的700V源極可提供額外的裕量。U1采用限流點(diǎn)降低及輸入電壓升高來(lái)限制過(guò)載期間的漏電能量。這樣可使由R3、R4、C4及D5組成的簡(jiǎn)單緩沖吸收電路對(duì)功率MOSFET提供全面保護(hù)。此外，U1中所集成的快速輸入過(guò)壓抑制電路，可在檢測(cè)到輸入電壓瞬變時(shí)禁止開(kāi)關(guān)。由于能夠?qū)斎氩钅＠擞刻峁┥鲜鲭p重保護(hù)，因此可以省去常用于提供輸入保護(hù)的金屬氧化物壓敏電阻(MOV)，同時(shí)不會(huì)降低電源可靠性。

輸出保護(hù)
為確保負(fù)載的安全性，應(yīng)提供輸出過(guò)壓保護(hù)。如果電源反饋環(huán)路中的元件發(fā)生故障（如光耦器），則可能會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)的高輸出電壓。TOPSwitch-HX中包含集成的輸出過(guò)壓及過(guò)功率保護(hù)電路。一旦因輸出過(guò)載或開(kāi)環(huán)故障導(dǎo)致C6上的偏置繞組輸出電壓升高，VR1將導(dǎo)通并使電流流入V引腳，從而觸發(fā)鎖存關(guān)斷。為了防止因短時(shí)間過(guò)載而引起錯(cuò)誤觸發(fā)，可在VR1與C6之間實(shí)施簡(jiǎn)單的RC延遲電路。

輸出過(guò)載保護(hù)是一項(xiàng)必備功能，特別是在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的應(yīng)用中。在輸出過(guò)載故障條件下（如電機(jī)停轉(zhuǎn)），控制器不得提供這種可損壞負(fù)載的電流，或者不得損壞電源內(nèi)的元件。在U1中，這種保護(hù)是通過(guò)控制功率因數(shù)(I2f)和通過(guò)利用X引腳輸入控制限流點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在反激式轉(zhuǎn)換器中，輸出功率是LI2f的函數(shù)，其中，L是初級(jí)電感值，I是峰值初級(jí)電流，f是開(kāi)關(guān)頻率。將I2f合并到單個(gè)數(shù)據(jù)手冊(cè)參數(shù)中后，與I和f為獨(dú)立變量時(shí)的設(shè)計(jì)值相比，給定輸出功率所需的電感值將減小。這樣會(huì)減小在最低輸入電壓的最差條件下提供滿(mǎn)功率所需的初級(jí)電感值。X引腳允許在外部設(shè)定器件限流點(diǎn)，還可以使用兩個(gè)電阻對(duì)X引腳進(jìn)行配置，以降低限流點(diǎn)并提高輸入電壓。這樣可以拉平將會(huì)出現(xiàn)的過(guò)載功率隨輸入電壓變化的曲線。

過(guò)熱保護(hù)
U1中的過(guò)熱保護(hù)由精密的模擬電路提供，當(dāng)結(jié)溫超過(guò)熱關(guān)斷溫度（典型值142℃）時(shí)，該電路就關(guān)斷輸出MOSFET；當(dāng)結(jié)溫冷卻到遲滯溫度以下時(shí)，該電路將重新恢復(fù)正常工作。采用75℃（典型值）的遲滯可防止因持續(xù)故障而使PC板出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象。通過(guò)將U1設(shè)計(jì)為溫度最高的元件，這種內(nèi)部過(guò)熱關(guān)斷功能還可以對(duì)整個(gè)電源提供過(guò)熱保護(hù)。

使用分立元件來(lái)實(shí)現(xiàn)上述多種保護(hù)功能的內(nèi)建是件非常困難且費(fèi)用昂貴的事情，特別是在解決與器件容差相關(guān)的問(wèn)題時(shí)。對(duì)于低成本或空間受限的應(yīng)用而言，這些困難又會(huì)使保護(hù)功能齊備的電路的尺寸和成本成為實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的嚴(yán)重障礙。而開(kāi)關(guān)IC（如TOPSwitch-HX）內(nèi)所集成的保護(hù)功能，可以使設(shè)計(jì)師集中精力設(shè)計(jì)具有成本優(yōu)勢(shì)的高性能產(chǎn)品，并有信心確保其完全可靠。