中心議題：

• 探討將恒定功率源電源改裝成恒定電流源的全過程

解決方案：

• 將電源變為一個恒定電流源
  ，而非一個恒定功率源
• 使用增強型功率限製電路的電源

故gu障zhang保bao護hu是shi所suo有you電dian源yuan控kong製zhi器qi都dou有you的de一yi個ge重zhong要yao功gong能neng。幾ji乎hu所suo有you應ying用yong都dou要yao求qiu使shi用yong過guo載zai保bao護hu。對dui於yu峰feng值zhi電dian流liu模mo式shi控kong製zhi器qi而er言yan，可ke以yi通tong過guo限xian製zhi最zui大da峰feng值zhi電dian流liu來lai輕qing鬆song實shi現xian這zhe個ge功gong能neng。在zai非fei連lian續xu反fan向xiang結jie構gou中zhong，為wei峰feng值zhi電dian流liu設she置zhi限xian製zhi可ke最zui終zhong限xian製zhi電dian源yuan從cong輸shu入ru源yuan獲huo得de的de功gong率lv。但dan是shi，限xian製zhi輸shu入ru功gong率lv不bu會hui限xian製zhi電dian源yuan的de輸shu出chu電dian流liu。如ru果guo出chu現xian過guo載zai故gu障zhang時shi輸shu入ru功gong率lv保bao持chi不bu變bian，則ze隨sui著zhe輸shu出chu電dian壓ya下xia降jiang，輸shu出chu電dian流liu增zeng加jia（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%最(zui)大(da)額(e)定(ding)負(fu)載(zai)時(shi)起(qi)作(zuo)用(yong)。在(zai)一(yi)個(ge)使(shi)用(yong)功(gong)率(lv)限(xian)製(zhi)的(de)係(xi)統(tong)中(zhong)，輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)隨(sui)負(fu)載(zai)增(zeng)加(jia)電(dian)壓(ya)反(fan)向(xiang)而(er)增(zeng)加(jia)。在(zai)現(xian)實(shi)係(xi)統(tong)中(zhong)
，有(you)功(gong)率(lv)限(xian)製(zhi)的(de)反(fan)向(xiang)控(kong)製(zhi)器(qi)會(hui)在(zai)某(mou)個(ge)點(dian)關(guan)閉(bi)
，原(yuan)因(yin)是(shi)控(kong)製(zhi)器(qi)的(de)偏(pian)壓(ya)損(sun)耗(hao)。相(xiang)比(bi)之(zhi)下(xia)，一(yi)旦(dan)超(chao)出(chu)過(guo)載(zai)閾(yu)值(zhi)，有(you)電(dian)流(liu)限(xian)製(zhi)的(de)係(xi)統(tong)便(bian)會(hui)立(li)刻(ke)關(guan)閉(bi)。可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)直(zhi)接(jie)檢(jian)測(ce)隔(ge)離(li)邊(bian)界(jie)二(er)次(ci)側(ce)的(de)負(fu)載(zai)電(dian)流(liu)，實(shi)現(xian)電(dian)流(liu)限(xian)製(zhi)。但(dan)是(shi)，這(zhe)樣(yang)做(zuo)需(xu)要(yao)使(shi)用(yong)更(geng)多(duo)的(de)電(dian)路(lu)，效(xiao)率(lv)降(jiang)低(di)

，而(er)且(qie)成(cheng)本(ben)一(yi)般(ban)會(hui)高(gao)得(de)離(li)譜(pu)。

  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。

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。

 
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。

一(yi)些(xie)控(kong)製(zhi)器(qi)還(hai)包(bao)含(han)有(you)一(yi)個(ge)第(di)二(er)級(ji)比(bi)較(jiao)器(qi)。峰(feng)值(zhi)電(dian)流(liu)高(gao)出(chu)第(di)一(yi)級(ji)比(bi)較(jiao)器(qi)時(shi)，第(di)二(er)級(ji)比(bi)較(jiao)器(qi)跳(tiao)閘(zha)斷(duan)開(kai)。這(zhe)種(zhong)第(di)二(er)級(ji)比(bi)較(jiao)器(qi)觸(chu)發(fa)控(kong)製(zhi)器(qi)完(wan)全(quan)關(guan)閉(bi)，並(bing)發(fa)起(qi)一(yi)個(ge)重(zhong)啟(qi)周(zhou)期(qi)。設(she)計(ji)這(zhe)種(zhong)額(e)外(wai)保(bao)護(hu)級(ji)的(de)目(mu)的(de)是(shi)防(fang)止(zhi)電(dian)源(yuan)本(ben)身(shen)發(fa)生(sheng)災(zai)難(nan)性(xing)故(gu)障(zhang)
，例(li)如(ru)：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。
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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(de)V-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.
  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。

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(de)Q1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。
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。