1. 直通保護電路
半橋和全橋是開關電源常用的拓撲結構,“直通”對其有很大的威脅,直通是同一橋臂兩只晶體管在同一時間內同時導通的現象。在換流期,開關電源易受干擾而造成直通,過大的直通電流會損壞用于逆變的電力電子器件。一旦出現直通現象,須盡快檢測到并立即關斷驅動,以避免開關器件的PN結積累過大的熱量而燒壞。這里利用雙單穩態集成觸發器CD4528設計了一種針對全橋和半橋的直通檢測、保護電路。
CD4528含兩個單穩態觸發器,其真值表如圖1.芯片3腳與13腳分別為其內部兩個獨立單穩態電路的Clear端,5腳和11腳為單穩態的B輸入端,4腳與12腳為單穩態的A輸入端。B端接高電平,只有當Clear端為高電平時,A端輸入的上升沿觸發才會有效。
PWM1與PWM2為PWM芯片輸出的兩路互補脈沖信號,主電路(見圖2)中Q1、Q4的驅動與圖3中PWM1同步,Q2、Q3的驅動與PWM2同步。在A、B、C和D4點進行電流上升率采樣然后轉變為電壓信號,并分別給圖3中的直通信號1與直通信號2.
主電路中的左右橋臂對稱,就左橋臂的直通保護進行分析。正常狀態下,當Q1、Q4導通時,PWM1為高電平,PWM2為低電平,3腳高電平輸入有效,A點和D點沒有電流流過,不會觸發單穩態;雖然B點和C點采到了正常輸出的上升沿信號,但是13腳低電平時輸入無效,所以不會觸發單穩態,沒有保護信號輸出;而在直通時,Q3由于某種原因誤導通了,A點將檢測到很大的電流上升率并轉換為電壓信號;此時PWM1為高電平,圖3中左邊的單穩態被觸發產生保護信號送到PWM 芯片的shutdow n 端,封鎖PWM 脈沖輸出。
2 過流保護電路
當出現負載短路、過載或者控制電路失效等意外情況時,會引起流過開關管的電流過大,使管子功耗增大、發熱,若沒有過流保護裝置,大功率開關管就可能損壞; 調節電路失效還可能導致LED過流損壞。 過流保護一般通過取樣電阻或霍爾傳感器等來檢測、比較,從而實現保護,但它們都有體積大和成本高的缺點。
這里采用如圖4的方法,在正激變換器扼流圈放置相同匝數的線徑較細的線圈。 這兩個繞組是磁平衡的,它們之間本應沒有電壓差。 但是主繞組有直流電阻,大電流時產生了微小的電壓差,該電壓差由負載電流決定。這個微小的電壓差被運放檢測,并且通過調節Rx可以設置電流限制。該電路的缺點是電流限制不是很精細的,這是因為銅電阻在溫度每上升10℃時增加4%.但是這個電路依然可以滿足我們的設計要求。
3.開、關機電流過沖保護電路
穩流型開關電源在開機和關機時容易造成電流過沖,LED之類的負載對ms級的電流過沖都是不允許的,瞬間大電流的沖擊有可能損壞LED器件,因此必須嚴格防止電流過沖。
3.1開機電流過沖保護
開機時,由于電源濾波電容大,以及各延遲環節使得電流采樣反饋值與給定值在調節器輸入端不同,這會使得負載電流上升過沖,實測過沖波形如圖5所示。 為了解決這一問題,可以將調節器給定端RC 的值適當加大,調節以后的開機電流沒有發生過沖,波形如圖6.
?
?
評論
查看更多