如何把電源的功率限制變?yōu)殡娏飨拗?/h1>
故障保護是所有電源控制器都有的一個(gè)重要功能。幾乎所有應用都要求使用過(guò)載保護。對于峰值電流模式控制器而言,可以通過(guò)限制最大峰值電流來(lái)輕松實(shí)現這個(gè)功能。在非連續反向結構中,為峰值電流設置限制可最終限制電源從輸入源獲得的功率。但是,限制輸入功率不會(huì )限制電源的輸出電流。如果出現過(guò)載故障時(shí)輸入功率保持不變,則隨著(zhù)輸出電壓下降,輸出電流增加(P=V*I)。發(fā)生短路故障時(shí),這會(huì )讓輸出整流器或者系統配電出現難以接受的高損耗。本文利用一些小小的創(chuàng )新和數個(gè)額外組件,為您介紹如何對一個(gè)簡(jiǎn)單的峰值電流限制進(jìn)行改進(jìn),將電源http://dyxdggzs.com/article/177747.htm
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(guò)載故障保護都在120%最大額定負載時(shí)起作用。在一個(gè)使用功率限制的系統中,輸出電流隨負載增加電壓反向而增加。在現實(shí)系統中,有功率限制的反向控制器會(huì )在某個(gè)點(diǎn)關(guān)閉,原因是控制器的偏壓損耗。相比之下,一旦超出過(guò)載閾值,有電流限制的系統便會(huì )立刻關(guān)閉??梢酝ㄟ^(guò)直接檢測隔離邊界二次側的負載電流,實(shí)現電流限制。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(huì )高得離譜。

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(dòng)設備充電器所使用的一個(gè)5V/5W非連續反向電源的原理圖。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。在非連續反向結構中,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
由于變壓器電感(L)和開(kāi)關(guān)頻率(f)均固定不變,因此可以通過(guò)控制峰值一次電流(IPK)對輸出電壓(VOUT)進(jìn)行調節。隨著(zhù)輸出電流(IOUT)增加,電壓開(kāi)始下降,但是反饋環(huán)路要求更高的峰值電流來(lái)維持電壓調節。

圖 2 這種5V/5W反向通過(guò)限制峰值變壓器電流實(shí)現功率限制。
在反向轉換器內部,引腳1(COMP)的反饋電壓與峰值電流比較。通過(guò)R15檢測該峰值電流,并使用R13和C12對其進(jìn)行濾波。如果電流檢測電壓達到過(guò)1V,則單獨過(guò)電流比較器終止脈沖。這種峰值電流限制方法與大多數脈寬調制(PWM)控制器中的功率限制過(guò)程一樣。如果功率保持恒定不變,則可以將方程式1改寫(xiě)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(shí)輸出電流同輸出電壓成反比。
方程式2
一些控制器還包含有一個(gè)第二級比較器。峰值電流高出第一級比較器時(shí),第二級比較器跳閘斷開(kāi)。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(gè)重啟周期。設計這種額外保護級的目的是防止電源本身發(fā)生災難性故障,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情況一般都不會(huì )超出該閾值。
基爾霍夫電流相關(guān)文章:基爾霍夫電流定律
故障保護是所有電源控制器都有的一個(gè)重要功能。幾乎所有應用都要求使用過(guò)載保護。對于峰值電流模式控制器而言,可以通過(guò)限制最大峰值電流來(lái)輕松實(shí)現這個(gè)功能。在非連續反向結構中,為峰值電流設置限制可最終限制電源從輸入源獲得的功率。但是,限制輸入功率不會(huì )限制電源的輸出電流。如果出現過(guò)載故障時(shí)輸入功率保持不變,則隨著(zhù)輸出電壓下降,輸出電流增加(P=V*I)。發(fā)生短路故障時(shí),這會(huì )讓輸出整流器或者系統配電出現難以接受的高損耗。本文利用一些小小的創(chuàng )新和數個(gè)額外組件,為您介紹如何對一個(gè)簡(jiǎn)單的峰值電流限制進(jìn)行改進(jìn),將電源http://dyxdggzs.com/article/177747.htm
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(guò)載故障保護都在120%最大額定負載時(shí)起作用。在一個(gè)使用功率限制的系統中,輸出電流隨負載增加電壓反向而增加。在現實(shí)系統中,有功率限制的反向控制器會(huì )在某個(gè)點(diǎn)關(guān)閉,原因是控制器的偏壓損耗。相比之下,一旦超出過(guò)載閾值,有電流限制的系統便會(huì )立刻關(guān)閉??梢酝ㄟ^(guò)直接檢測隔離邊界二次側的負載電流,實(shí)現電流限制。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(huì )高得離譜。
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(dòng)設備充電器所使用的一個(gè)5V/5W非連續反向電源的原理圖。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。在非連續反向結構中,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
由于變壓器電感(L)和開(kāi)關(guān)頻率(f)均固定不變,因此可以通過(guò)控制峰值一次電流(IPK)對輸出電壓(VOUT)進(jìn)行調節。隨著(zhù)輸出電流(IOUT)增加,電壓開(kāi)始下降,但是反饋環(huán)路要求更高的峰值電流來(lái)維持電壓調節。
圖 2 這種5V/5W反向通過(guò)限制峰值變壓器電流實(shí)現功率限制。
在反向轉換器內部,引腳1(COMP)的反饋電壓與峰值電流比較。通過(guò)R15檢測該峰值電流,并使用R13和C12對其進(jìn)行濾波。如果電流檢測電壓達到過(guò)1V,則單獨過(guò)電流比較器終止脈沖。這種峰值電流限制方法與大多數脈寬調制(PWM)控制器中的功率限制過(guò)程一樣。如果功率保持恒定不變,則可以將方程式1改寫(xiě)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(shí)輸出電流同輸出電壓成反比。
方程式2
一些控制器還包含有一個(gè)第二級比較器。峰值電流高出第一級比較器時(shí),第二級比較器跳閘斷開(kāi)。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(gè)重啟周期。設計這種額外保護級的目的是防止電源本身發(fā)生災難性故障,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情況一般都不會(huì )超出該閾值。
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