IC 及系統級保護功能

設計師經(jīng)常擔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)單緩沖吸收電路對功率MOSFET提供全面保護。此外，U1中所集成的快速輸入過(guò)壓抑制電路，可在檢測到輸入電壓瞬變時(shí)禁止開(kāi)關(guān)。由于能夠對輸入差模浪涌提供上述雙重保護，因此可以省去常用于提供輸入保護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
為確保負載的安全性，應提供輸出過(guò)壓保護。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)功率保護電路。一旦因輸出過(guò)載或開(kāi)環(huán)故障導致C6上的偏置繞組輸出電壓升高，VR1將導通并使電流流入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)載保護是一項必備功能，特別是在驅動(dòng)電機的應用中。在輸出過(guò)載故障條件下（如電機停轉），控制器不得提供這種可損壞負載的電流，或者不得損壞電源內的元件。在U1中，這種保護是通過(guò)控制功率因數(I2f)和通過(guò)利用X引腳輸入控制限流點(diǎn)來(lái)實(shí)現的。在反激式轉換器中，輸出功率是LI2f的函數，其中，L是初級電感值，I是峰值初級電流，f是開(kāi)關(guān)頻率。將I2f合并到單個(gè)數據手冊參數中后，與I和f為獨立變量時(shí)的設計值相比，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)功率所需的初級電感值。X引腳允許在外部設定器件限流點(diǎn)，還可以使用兩個(gè)電阻對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 )出現的過(guò)載功率隨輸入電壓變化的曲線(xiàn)。

過(guò)熱保護
U1中的過(guò)熱保護由精密的模擬電路提供，當結溫超過(guò)熱關(guān)斷溫度（典型值142℃）時(shí)，該電路就關(guān)斷輸出MOSFET；當結溫冷卻到遲滯溫度以下時(shí)，該電路將重新恢復正常工作。采用75℃（典型值）的遲滯可防止因持續故障而使PC板出現過(guò)熱現象。通過(guò)將U1設計為溫度最高的元件，這種內部過(guò)熱關(guān)斷功能還可以對整個(gè)電源提供過(guò)熱保護。

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