中心議題：

• 如何對一個簡單的峰值電流限製進行改進
• 如何將電源變為一個恒定電流源

解決方案：

• 使用UCC28C44控製器
• 擁有功率限製保護的電源仍然可以為過載輸出提供大量的電流

guzhangbaohushisuoyoudianyuankongzhiqidouyoudeyigezhongyaogongneng。jihusuoyouyingyongdouyaoqiushiyongguozaibaohu。duiyufengzhidianliumoshikongzhiqieryan，keyitongguoxianzhizuidafengzhidianliulaiqingsongshixianzhegegongneng。zaifeilianxufanxiangjiegouzhong，weifengzhidianliushezhixianzhikezuizhongxianzhidianyuancongshuruyuanhuodedegonglv。danshi，xianzhishurugonglvbuhuixianzhidianyuandeshuchudianliu。ruguochuxianguozaiguzhangshishurugonglvbaochibubian，zesuizheshuchudianyaxiajiang，shuchudianliuzengjia（P=V*I）。發(fa)生(sheng)短(duan)路(lu)故(gu)障(zhang)時(shi)，這(zhe)會(hui)讓(rang)輸(shu)出(chu)整(zheng)流(liu)器(qi)或(huo)者(zhe)係(xi)統(tong)配(pei)電(dian)出(chu)現(xian)難(nan)以(yi)接(jie)受(shou)的(de)高(gao)損(sun)耗(hao)。本(ben)文(wen)利(li)用(yong)一(yi)些(xie)小(xiao)小(xiao)的(de)創(chuang)新(xin)和(he)數(shu)個(ge)額(e)外(wai)組(zu)件(jian)，為(wei)您(nin)介(jie)紹(shao)如(ru)何(he)對(dui)一(yi)個(ge)簡(jian)單(dan)的(de)峰(feng)值(zhi)電(dian)流(liu)限(xian)製(zhi)進(jin)行(xing)改(gai)進(jin)，將(jiang)電(dian)源(yuan)變(bian)為(wei)一(yi)個(ge)恒(heng)定(ding)電(dian)流(liu)源(yuan)，而(er)非(fei)一(yi)個(ge)恒(heng)定(ding)功(gong)率(lv)源(yuan)。

圖1對比了理想輸出電壓與恒定功率和恒定電流限製的電流。這兩種情況下，過載故障保護都在120%zuidaedingfuzaishiqizuoyong。zaiyigeshiyonggonglvxianzhidexitongzhong
，shuchudianliusuifuzaizengjiadianyafanxiangerzengjia。zaixianshixitongzhong，yougonglvxianzhidefanxiangkongzhiqihuizaimougedianguanbi，yuanyinshikongzhiqidepianyasunhao。xiangbizhixia
，yidanchaochuguozaiyuzhi，youdianliuxianzhidexitongbianhuilikeguanbi。keyitongguozhijiejiancegelibianjieercicedefuzaidianliu，shixiandianliuxianzhi。danshi，zheyangzuoxuyaoshiyonggengduodedianlu
，xiaolvjiangdi，erqiechengbenyibanhuigaodelipu。
 

圖 1 理想功率限製產生強電流
，觸發故障保護。

圖2顯示了移動設備充電器所使用的一個5V/5W非連續反向電源的原理圖。在範例中，我們使用了UCC28C44控製器，它是大多數經濟型峰值電流模式控製器的代表
，擁有功率限製功能。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

由於變壓器電感（L）和開關頻率（f）均固定不變，因此可以通過控製峰值一次電流（IPK）對輸出電壓（VOUT）進行調節。隨著輸出電流（IOUT）增加，電壓開始下降
，但是反饋環路要求更高的峰值電流來維持電壓調節。
 

圖 2 這種5V/5W反向通過限製峰值變壓器電流實現功率限製。

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向轉換器內部
，引腳1（COMP）的反饋電壓與峰值電流比較。通過R15檢測該峰值電流
，並使用R13和C12對其進行濾波。如果電流檢測電壓達到過1V，則單獨過電流比較器終止脈衝。這種峰值電流限製方法與大多數脈寬調製（PWM）控製器中的功率限製過程一樣。如果功率保持恒定不變，則可以將方程式1改寫為方程式2。在該方程式中
，我們可以清楚地看到功率限製時輸出電流同輸出電壓成反比。      

 方程式2

yixiekongzhiqihaibaohanyouyigedierjibijiaoqi。fengzhidianliugaochudiyijibijiaoqishi，dierjibijiaoqitiaozhaduankai。zhezhongdierjibijiaoqichufakongzhiqiwanquanguanbi
，bingfaqiyigezhongqizhouqi。shejizhezhongewaibaohujidemudeshifangzhidianyuanbenshenfashengzainanxingguzhang，liru：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超出該閾值。

圖3顯示了輸出和偏置電壓與圖2所示電路負載電流的對比情況。輸出V-I特性非常接近於圖1所示理想情況。負載電流達到約1.3A時開始功率限製。隨著負載增加，輸出電壓開始下降。由於偏置電壓是輸出電壓的反映，因此它也開始下降。偏置電壓降至9V關閉水平以下時
，PWM控製器關閉。
 

 
圖  3 偏置電壓降至控製器關閉閾值以下後，轉換器不再提供功率限製電流。

在該例子中，盡管在負載超出1.3A時shi峰feng值zhi電dian流liu限xian製zhi激ji活huo，但dan是shi在zai轉zhuan換huan器qi關guan閉bi以yi前qian負fu載zai電dian流liu會hui為wei額e定ding負fu載zai的de兩liang倍bei以yi上shang。在zai某mou些xie應ying用yong中zhong，這zhe是shi不bu可ke接jie受shou的de。反fan之zhi
，一yi種zhong更geng加jia方fang形xing的deV-I曲線則較為理想。負載增加超出功率限製點後偏置電壓隨之下降
，利用這一特性

，我們可以非常輕鬆地獲得這種V-I曲qu線xian。隻zhi需xu增zeng加jia數shu個ge組zu件jian，便bian可ke利li用yong不bu斷duan降jiang低di的de偏pian置zhi電dian壓ya在zai功gong率lv限xian製zhi期qi間jian折zhe疊die開kai關guan頻pin率lv。這zhe樣yang做zuo以yi後hou
，開kai關guan頻pin率lv被bei強qiang製zhi與yu輸shu出chu電dian壓ya成cheng正zheng比bi關guan係xi，如ru方fang程cheng式shi3所示。將方程式3代入方程式2後我們發現，理論上講功率限製期間輸出電流不再依賴於輸出電壓的大小，參見方程式4.

  方程式3      
方程式4

用於創建這種改進型電流限製而增加的一些組件突出顯示在圖4所示原理圖中。對內部振蕩器編程，通過R10
、R8和C11設置反向轉換器的開關頻率。一個內部5V源通過R10和R8對C11充電。隨著偏置電壓下降，R7和R11的電阻分壓器開啟Q1
，並優先於內部5V源進行控製
，從而降低開關頻率。偏置二極管（D4）現在必須為一種雙串聯二極管，這樣R7和R11才不會在啟動期間使控製器的電流改道。需正確選擇R7和R11的值
，以便讓Q1在正常運行期間處於關閉狀態，僅在偏置電壓降至約12V以下時才開啟。
 

圖 4 增加5個離散式組件可增強功率限製功能並降低最大故障電流。

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添加這些組件的結果如圖5所示。同前麵一樣，電源進入功率限製時輸出電壓和偏置電壓均開始下降。一旦偏置電壓降至足以開啟Q1的de程cheng度du，負fu載zai電dian流liu的de任ren何he繼ji續xu增zeng加jia都dou會hui使shi開kai關guan頻pin率lv降jiang低di
，其qi反fan過guo來lai又you會hui降jiang低di供gong給gei負fu載zai的de有you效xiao功gong率lv。這zhe會hui加jia快kuai過guo電dian流liu關guan閉bi過guo程cheng。注zhu意yi
，在zai輸shu出chu電dian流liu和he輸shu出chu電dian壓ya之zhi間jian仍reng然ran存cun在zai一yi定ding程cheng度du的de相xiang互hu關guan係xi，這zhe是shi因yin為wei變bian壓ya器qi內nei部bu的de偏pian置zhi繞rao組zu耦ou合he和he有you限xian的deQ1增益。盡管存在這些缺點

，但是增加的電路還是極大地改善了V-I特性。實際上
，電源現在不會向故障負載提供1.5A以上的電流。
 

圖 5 使用增強型功率限製電路的電源V-I曲線顯示過載狀態下的輸出電壓表現出明顯的下降。

總zong之zhi，擁yong有you功gong率lv限xian製zhi保bao護hu的de電dian源yuan仍reng然ran可ke以yi為wei過guo載zai輸shu出chu提ti供gong大da量liang的de電dian流liu。如ru本ben文wen所suo述shu，隻zhi需xu在zai一yi次ci側ce控kong製zhi器qi周zhou圍wei添tian加jia少shao數shu幾ji個ge組zu件jian，便bian可ke輕qing鬆song且qie低di成cheng本ben地di實shi現xian精jing確que的de電dian流liu限xian製zhi功gong能neng。盡jin管guan它ta針zhen對dui的de反fan向xiang轉zhuan換huan器qi
，但dan是shi這zhe種zhong方fang案an也ye可ke以yi減jian少shao降jiang壓ya轉zhuan換huan器qi的de多duo餘yu電dian流liu。