如何用單個(gè)晶體管實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)

在某些直流/直流轉(zhuǎn)換器中，芯片上的逐周期限流措施在短路期間可能不足以防止故障發(fā)生。一個(gè)非同步升壓轉(zhuǎn)換器可通過電感器和箝位二極管來提供一條從輸入端到短路處的直接通路。

當(dāng)負(fù)載存在短路時(shí)，不管集成電路中限流保護(hù)功能如何，流過負(fù)載通路的極大電流可能會損壞箝位二極管、電感器和集成電路。在一個(gè) SEPIC（單端初級電感變換器）電路中，耦合電容會中斷這條道路。因此，當(dāng)負(fù)載存在短路時(shí)，也就不存在電流從輸入端流到輸出端的直接通路。但是，如果所要求的最短導(dǎo)通時(shí)間比專用負(fù)載周期還短，則電感器電流和開關(guān)電流就會迅速增大，造成集成電路故障、輸入端過載，或兩種情況兼而有之。甚至在某些降壓穩(wěn)壓器中，負(fù)載周期的種種限制有時(shí)也會使開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間過長，以致無法在輸出短路時(shí)保持控制，特別是在極高頻率集成電路的輸入電壓非常高的時(shí)候。使用單個(gè)晶體管方法，可以在負(fù)載過載或短路致使電感電流開始失控時(shí)，將 VC 腳（誤差放大器的輸出端）電壓下拉，這樣就可以防止 SEPIC 電路發(fā)生短路故障（圖 1）。

下拉 VC 引腳電壓可迫使集成電路停止開關(guān)功能，跳過最短導(dǎo)通時(shí)間開關(guān)周期，使每個(gè)電感器中的電流下降。在短路期間，L1 中的峰值電流（因開關(guān)周期數(shù)有限而降低）與 L2 中的峰值電流之和等于開關(guān)的峰值電流，即低于 LT1961EMS8E 的1.5A 極限值。

圖2 示出了不同輸入電壓時(shí)的短路輸入電流和短路輸出電流。圖3 示出了最大負(fù)載電流與輸入電壓的關(guān)系曲線。L2 中的平均電流等于負(fù)載電流，并且在所有負(fù)載條件下最大為 600 mA。如果檢測電阻器檢測到 800 mA電流，則它就會知道發(fā)生了過載，并使晶體管對電路進(jìn)行保護(hù)。