【電源設計小貼士38】:使用簡易鎖存電路保護電源
發布時間:2013-03-13 責任編輯:hedyxing
【導讀】您曾經是否需要過一款簡單、低成本的鎖存電路?文中圖1顯示的就是這樣一款電路,它隻需幾元錢的組件便可以提供電源故障保護,基本上是一個可控矽整流器 (SCR),結合了一些離散組件。兩個晶體管正常情況下為關閉狀態。
若想開啟鎖存,您需要將PNP基極驅動為低電平,或者將NPN基(ji)極(ji)驅(qu)動(dong)為(wei)高(gao)電(dian)平(ping),直(zhi)至(zhi)其(qi)中(zhong)一(yi)個(ge)晶(jing)體(ti)管(guan)開(kai)啟(qi)。這(zhe)樣(yang)會(hui)形(xing)成(cheng)集(ji)電(dian)極(ji)電(dian)流(liu),讓(rang)另(ling)一(yi)個(ge)晶(jing)體(ti)管(guan)也(ye)開(kai)啟(qi),從(cong)而(er)進(jin)一(yi)步(bu)開(kai)啟(qi)初(chu)始(shi)晶(jing)體(ti)管(guan)。電(dian)路(lu)以(yi)一(yi)種(zhong)再(zai)生(sheng)方(fang)式(shi)執(zhi)行(xing)鎖(suo)存(cun)操(cao)作(zuo)。電(dian)流(liu)僅(jin)受(shou)限(xian)於(yu)電(dian)源(yuan)阻(zu)抗(kang)和(he)晶(jing)體(ti)管(guan)特(te)性(xing),從(cong)而(er)允(yun)許(xu)電(dian)路(lu)對(dui)電容器快速放電。
這種電路的一個有趣特性是,您可以通過選擇電阻器值建立SCR的保持電流。為了讓鎖存電路在觸發以後仍然保持開啟,兩個基極發射極結點必須要有足夠的電壓(~0.7 V)讓其保持開啟狀態。這就意味著,如果向它提供的電流為Vbe / R1 + Vbe / R2以yi上shang,則ze電dian路lu鎖suo存cun。如ru果guo鎖suo存cun電dian路lu連lian接jie一yi個ge小xiao電dian流liu的de電dian容rong器qi,則ze鎖suo存cun電dian路lu對dui該gai電dian容rong器qi放fang電dian。一yi旦dan電dian路lu的de電dian流liu減jian少shao至zhi保bao持chi電dian流liu以yi下xia,它ta便bian關guan閉bi。

圖1 使用離散組件構建一個具有受控保持電流的SCR
圖2顯示了這種電路一個很好使用方法。圖中所示為一個高壓輸入、48-V輸出反向轉換器,它在出現由控製電路故障引起的輸出過電壓狀態時,利用SCR來關閉電源。輸入電壓首次施加於電路時,流經R3和R4的電流便對大容量電容器C3充電。當C3的電壓達到足夠高時,控製IC便開始工作,對功率FET Q3進行開關操作,並將能量傳送給輸出端。通過控製U1的電流,實現對輸出電壓的調節,從而控製通過變壓器傳輸的能量。這種電路還通過U3提供隔離式過電壓保護。我們選擇使用了齊納二極管D5和D6,它們在正常工作期間不導電。在出現過電壓的情況下,它們便開始導電,壓製光耦合器U3的電流。U3觸發由Q4和Q5組成的鎖存電路。鎖存電路對偏置電容器C3放電,而當VDD電壓達到U2的欠壓停止點時U2停止工作。
在電壓接近1伏以前,鎖存電路持續對偏置電容器放電。這樣,R3、R4、R14和R16的值變得很重要。R3和R4限製輸入線路的有效電流,而R14和 R16決定了鎖存電路中要求保持電流的多少。如果R14和R16的價值較小,則鎖存電路關閉,偏置電容器充電,同時電源嚐試再次提供輸出功率。
ruochuxianguzhang,zhezhongfangfaketigonglianxuzhongshidegongneng。ruguodianzuqidejiazhizugouda,zesuocunbaochikaiqi,bingqiexuyaozhongqidianyuanlaiduiqijinxingzhongzhi。zaizhezhongqingkuangxia,bianmeiyoulianxuzhongshi。gaidianluzhonglingyigezhongyaodezujianshiR5,它在鎖存電路開啟後限製偏置電源。正常情況下,需要使用這種組件來防止檢測到峰值偏壓。

圖2 編程實現SCR的鎖存控製
使用這種電路的方法有很多,特別是在您使用升降沿來觸發它時。例如,在Q5偏壓和基極之間連接一個齊納二極管,便可以在一次側實現過電壓保護。您可以使用一個負向變換的溫度傳感器來驅動Q4的基極。或者,您也可以在二次側使用一個比較器,通過一個與圖2所示極為類似的光耦合器,實現一種非常精確的過電流關閉功能。
總之,這種由0.03美mei元yuan的de晶jing體ti管guan組zu成cheng的de鎖suo存cun電dian路lu,非fei常chang通tong用yong。它ta可ke以yi通tong過guo負fu向xiang或huo者zhe正zheng向xiang轉zhuan換huan觸chu發fa,可ke以yi鎖suo存cun,也ye可ke不bu鎖suo存cun,具ju體ti可ke根gen據ju您nin的de電dian阻zu器qi值zhi而er定ding。
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