开关电源的过热保护电路 admin    18/09/08



    当芯片的工作温度达到最高结温(亦称热关断温度)TjM时,开关电源立即关断输出,防止因过热而损坏芯片。

    过热保护电路的基本原理如图2-8-1所示。这里的稳压管VDZ实际上是利用硅晶体管发射结(E-B)的反向击穿电压作基准电压UREF的, 该方法能获得5.8~7V基准电压値,该基准电压具有正的温漂,发射结反向击穿电压的温度系数βT ≈ +3.5mV/℃, 即环境温度每升高1℃,UREF大约增加3.5mV。

图2-8-1  过热保护电路的基本原理

    NPN型晶体管 VT作温度传感器使用。R1和R2为基极偏置电阻,将VT放置在靠近功率级(即调整管)的位置,以使感知调整管的温度。 NPN型晶体管的发射结电压UBE具有负的温度系数,αT ≈ -2.1mV/℃,即环境温度每升高1℃,UBE就下降2.lmV。 常温下由于UBE远低于NPN管的开启电压,因此VT截止。若由于某种原因(过载或环境温度升高),使芯片温度升到最高结温(TjM)时, VT导通,功率级驱动电流就被VT分流,使负载电流减少甚至完全被切断,从而达到了过热保护之目的。

    为防止当T=TjM时因结温发生波动而使过热保护电路频繁地动作,提高保护电路的可靠性,过热保护电路一般都具有热滞后特性, 如图2-8-2所示。一旦芯片温度T达到或超过最高结温TjM时,开关电源立即被关断。但是当芯片温度刚低于TjM时开 关电源仍处于关断状态,而必须降至安全温度Tj时才重新启动开关电源。Tj一般要比TjM低20~75℃, 具体数値视芯片型号而定。这表明过热保护电路具有滞后温度(亦称热关断迟滞温度),用THYST表示, THYST = TjM - Tj。例如,TOPSwitch-HX系列五代单片开关电源的热关断温度TjM=142℃(典型值), 滞后温度THYST=75℃,上述迟滞特性与数字电路中的施密特触发器有相似之处。

图2-8-2  热滞后特性



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