如何把電源的功率限制變?yōu)殡娏飨拗?/h1>
故障保護(hù)是所有電源控制器都有的一個(gè)重要功能。幾乎所有應(yīng)用都要求使用過(guò)載保護(hù)。對(duì)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(xiàn)這個(gè)功能。在非連續(xù)反向結(jié)構(gòu)中,為峰值電流設(shè)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(xiàn)過(guò)載故障時(shí)輸入功率保持不變,則隨著輸出電壓下降,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(tǒng)配電出現(xiàn)難以接受的高損耗。本文利用一些小小的創(chuàng)新和數(shù)個(gè)額外組件,為您介紹如何對(duì)一個(gè)簡(jiǎn)單的峰值電流限制進(jìn)行改進(jìn),將電源http://www.ex-cimer.com/article/177747.htm
圖1對(duì)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(hù)都在120%最大額定負(fù)載時(shí)起作用。在一個(gè)使用功率限制的系統(tǒng)中,輸出電流隨負(fù)載增加電壓反向而增加。在現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)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(tǒng)便會(huì)立刻關(guān)閉。可以通過(guò)直接檢測(cè)隔離邊界二次側(cè)的負(fù)載電流,實(shí)現(xiàn)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(qiáng)電流,觸發(fā)故障保護(hù)。
圖2顯示了移動(dòng)設(shè)備充電器所使用的一個(gè)5V/5W非連續(xù)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(shù)經(jīng)濟(jì)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(xù)反向結(jié)構(gòu)中,如果忽略效率影響,可使用方程式1計(jì)算負(fù)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(duì)輸出電壓(VOUT)進(jìn)行調(diào)節(jié)。隨著輸出電流(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(diào)節(jié)。
圖 2 這種5V/5W反向通過(guò)限制峰值變壓器電流實(shí)現(xiàn)功率限制。
在反向轉(zhuǎn)換器內(nèi)部,引腳1(COMP)的反饋電壓與峰值電流比較。通過(guò)R15檢測(cè)該峰值電流,并使用R13和C12對(duì)其進(jìn)行濾波。如果電流檢測(cè)電壓達(dá)到過(guò)1V,則單獨(dú)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(shù)脈寬調(diào)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(jí)比較器。峰值電流高出第一級(jí)比較器時(shí),第二級(jí)比較器跳閘斷開(kāi)。這種第二級(jí)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(shè)計(jì)這種額外保護(hù)級(jí)的目的是防止電源本身發(fā)生災(zāi)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(fù)載的大多數(shù)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(hù)是所有電源控制器都有的一個(gè)重要功能。幾乎所有應(yīng)用都要求使用過(guò)載保護(hù)。對(duì)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(xiàn)這個(gè)功能。在非連續(xù)反向結(jié)構(gòu)中,為峰值電流設(shè)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(xiàn)過(guò)載故障時(shí)輸入功率保持不變,則隨著輸出電壓下降,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(tǒng)配電出現(xiàn)難以接受的高損耗。本文利用一些小小的創(chuàng)新和數(shù)個(gè)額外組件,為您介紹如何對(duì)一個(gè)簡(jiǎn)單的峰值電流限制進(jìn)行改進(jìn),將電源http://www.ex-cimer.com/article/177747.htm
圖1對(duì)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(hù)都在120%最大額定負(fù)載時(shí)起作用。在一個(gè)使用功率限制的系統(tǒng)中,輸出電流隨負(fù)載增加電壓反向而增加。在現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)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(tǒng)便會(huì)立刻關(guān)閉。可以通過(guò)直接檢測(cè)隔離邊界二次側(cè)的負(fù)載電流,實(shí)現(xiàn)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(qiáng)電流,觸發(fā)故障保護(hù)。
圖2顯示了移動(dòng)設(shè)備充電器所使用的一個(gè)5V/5W非連續(xù)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(shù)經(jīng)濟(jì)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(xù)反向結(jié)構(gòu)中,如果忽略效率影響,可使用方程式1計(jì)算負(fù)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(duì)輸出電壓(VOUT)進(jìn)行調(diào)節(jié)。隨著輸出電流(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(diào)節(jié)。
圖 2 這種5V/5W反向通過(guò)限制峰值變壓器電流實(shí)現(xiàn)功率限制。
在反向轉(zhuǎn)換器內(nèi)部,引腳1(COMP)的反饋電壓與峰值電流比較。通過(guò)R15檢測(cè)該峰值電流,并使用R13和C12對(duì)其進(jìn)行濾波。如果電流檢測(cè)電壓達(dá)到過(guò)1V,則單獨(dú)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(shù)脈寬調(diào)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(jí)比較器。峰值電流高出第一級(jí)比較器時(shí),第二級(jí)比較器跳閘斷開(kāi)。這種第二級(jí)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(shè)計(jì)這種額外保護(hù)級(jí)的目的是防止電源本身發(fā)生災(zāi)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(fù)載的大多數(shù)情況一般都不會(huì)超出該閾值。
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評(píng)論