用單個晶體管提供短路保護

2019-11-03 10:00:24

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Keith Szolusha，Linear Technology Corp，Milpitas，CA

　　在某些直流/直流轉換器中，芯片上的逐周期限流措施在短路期間可能不足以防止故障發生。一個非同步升壓轉換器可通過電感器和箝位二極管來提供一條從輸入端到短路處的直接通路。當負載存在短路時，不管集成電路中限流保護功能如何，流過負載通路的極大電流可能會損壞箝位二極管、電感器和集成電路。在一個 SEPIC（單端初級電感變換器）電路中，耦合電容會中斷這條道路。因此，當負載存在短路時，也就不存在電流從輸入端流到輸出端的直接通路。但是，如果所要求的最短導通時間比專用負載周期還短，則電感器電流和開關電流就會迅速增大，造成集成電路故障、輸入端過載，或兩種情況兼而有之。甚至在某些降壓穩壓器中，負載周期的種種限制有時也會使開關導通時間過長，以致無法在輸出短路時保持控制，特別是在極高頻率集成電路的輸入電壓非常高的時候。使用單個晶體管方法，可以在負載過載或短路致使電感電流開始失控時，將 VC 腳（誤差放大器的輸出端）電壓下拉，這樣就可以防止 SEPIC 電路發生短路故障（圖 1）。

　　下拉 VC 引腳電壓可迫使集成電路停止開關功能，跳過最短導通時間開關周期，使每個電感器中的電流下降。在短路期間，L1 中的峰值電流（因開關周期數有限而降低）與 L2 中的峰值電流之和等于開關的峰值電流，即低于 LT1961EMS8E 的1.5A 極限值。圖2 示出了不同輸入電壓時的短路輸入電流和短路輸出電流。圖3 示出了最大負載電流與輸入電壓的關系曲線。L2 中的平均電流等于負載電流，并且在所有負載條件下最大為 600 mA。如果檢測電阻器檢測到 800 mA電流，則它就會知道發生了過載，并使晶體管對電路進行保護。