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關(guān)斷保護(hù)與限流保護(hù)這兩種常見的過電流保護(hù)方式的各自有什么特點(diǎn)?

發(fā)布日期:2021-09-07 點(diǎn)擊次數(shù):753
過流保護(hù)對(duì)電源來說是一種標(biāo)配了,可以說所以的電源都會(huì)有過流保護(hù)功能,過流保護(hù)可以分為關(guān)斷保護(hù)與限流保護(hù)兩種。
關(guān)斷保護(hù):當(dāng)過載后,電路檢測(cè)到電源過流了,電源芯片停止PWM,過流故障解除后也不會(huì)重新恢復(fù)正常。
限流型由于其具有電流下垂特性,故障解除后開關(guān)電源能自動(dòng)恢復(fù)工作,因此現(xiàn)在應(yīng)用比較廣泛?,F(xiàn)在很多芯片有兩個(gè)檢測(cè)點(diǎn),第一檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)電流過流后關(guān)斷當(dāng)前PWM,當(dāng)過流恢解除后,PWM恢復(fù)正常,當(dāng)?shù)降诙z測(cè)點(diǎn)觸發(fā)后,芯片PWM停止并鎖死,必須AC斷電才能重啟。
限流型電源檢測(cè)來說,大多時(shí)候我們是在MOSFET下串聯(lián)一個(gè)功率電阻,然后用RC濾波后給芯片過流檢測(cè)點(diǎn)。圖1中的R2就是限流電阻,R5與C4組成RC濾波器。
R2的電阻在選擇的時(shí)候需要注意幾個(gè)事項(xiàng):
1、限流電阻R2的阻值
2、限流電阻的功率選擇
3、限流電阻的材質(zhì)
限流電阻的阻值選擇,要根據(jù)原邊最大峰值電流Ipk與CS腳檢測(cè)的過流電壓來,一般電阻上的最大電壓取CS過流保護(hù)點(diǎn)電壓的70%,然后根據(jù)設(shè)定的電壓與電流計(jì)算出來阻值,我們知道阻值后,根據(jù)原邊有效值電流可以計(jì)算出實(shí)際每個(gè)周期的功率,根據(jù)實(shí)際功耗去選取電阻所需要的功率,選取的功率是實(shí)際功率的3-4倍。
限流電阻選阻值與功率選取好后,就需要選取材質(zhì)了,限流電阻可以用插件也可以用貼片,用插件電阻時(shí)候需要注意不能用有感電阻,這是特別需要注意的地方。
這顆電阻選取一個(gè)要求精度1%,并且是無感電阻。如果用了有感電阻會(huì)出現(xiàn)什么情況我們來分析下:
首先當(dāng)驅(qū)動(dòng)為高電平的時(shí)候,假設(shè)G對(duì)地有一個(gè)12v的電壓,當(dāng)MOS管開通的時(shí)候,因?yàn)閐i/dt比較大,有感電阻的電感可能出現(xiàn)上正下負(fù)的電壓,這個(gè)時(shí)候GS點(diǎn)電壓就小于12V。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)為低電平的時(shí)候,G對(duì)地是0V電壓,MOS管關(guān)斷,這時(shí)候寄生電感出現(xiàn)了上負(fù)下正的電壓,因?yàn)镸OS管關(guān)斷,沒有電流流過,那限流電阻的電壓是0V,那么S極就出現(xiàn)了一個(gè)負(fù)壓,而G極是0V,那GS間的電壓與寄生電感上的電壓幅值一樣,如果寄生電感大的話,有可能出現(xiàn)二次開通現(xiàn)象。所以選取電阻時(shí)需要選取無感電阻。
限流電阻連接一個(gè)RC到芯片,這一個(gè)RC的作用是用來濾波作用的,現(xiàn)在很多的芯片都會(huì)有一個(gè)前沿消隱功能,但是前沿消隱的時(shí)間不一定足夠所以還是有加了RC,我們可以看下面的圖,限流電阻上的電壓波形有一個(gè)很大的震蕩,有時(shí)候這個(gè)震蕩的尖峰會(huì)超過我們的限流電壓,但是這是寄生參數(shù)引起的,一般很難控制,加RC濾波后,到B點(diǎn)的波形就沒有了這一個(gè)震蕩,被RC濾除了。RC的是根據(jù)截止頻率來設(shè)計(jì)得,一般是開關(guān)頻率的10-30倍,如果是60kHz的開關(guān)頻率時(shí),我們會(huì)選擇1k電阻與100pF電容,大概的截止頻率1591kHz。
前沿消隱是芯片的功能
這一個(gè)功能就是芯片在發(fā)出驅(qū)動(dòng)波形MOS管開通后,一段時(shí)間不去檢測(cè)是否過流,這個(gè)時(shí)間大概是200-300nS,不同的芯片有所不同。
隨功率的增大,原邊的MOS管的電流也會(huì)變大,那么我們的限流電阻上的損耗就會(huì)增加,當(dāng)達(dá)到一定值后,限流電阻需要選取非常小的電阻值,可能這一電阻值小到PCB上的走線的寄生電阻都會(huì)在這一阻值上占一定比例,這時(shí)電阻就不好去選取了。這個(gè)時(shí)候就不再選用限流電阻,而改用的互感器來做限流,互感器本身就是一個(gè)磁性器件,通常是1:100的比例,它是有電感量的, 我們前面分析過MOS管串聯(lián)電阻的時(shí)候,電阻不能用有感的,現(xiàn)在互感器本身就是一個(gè)電感,那么我們就需要改變接法了,如下圖所示:
互感器應(yīng)用的時(shí)候就需要注意了,他的應(yīng)用是不能與MOS管S極連接,一般都是連接到D極,原因與接了有感電阻是一樣的道理。