引言

　　電源作為一切電子產(chǎn)品的供電設(shè)備，除了性能要滿足供電產(chǎn)品的要求外，其自身的保護(hù)措施也非常重要，如過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)熱保護(hù)等。一旦電子產(chǎn)品出現(xiàn)故障時(shí)，如電子產(chǎn)品輸入側(cè)短路或輸出側(cè)開(kāi)路時(shí)，則電源必須關(guān)閉其輸出電壓，才能保護(hù)功率MOSFET和輸出側(cè)設(shè)備等不被燒毀，否則可能引起電子產(chǎn)品的進(jìn)一步損壞，甚至引起操作人員的觸電及火災(zāi)等現(xiàn)象，因此，開(kāi)關(guān)電源的過(guò)流保護(hù)功能一定要完善。

　　1? 開(kāi)關(guān)電源中常用的過(guò)流保護(hù)方式

　　過(guò)電流保護(hù)有多種形式，如圖1所示，可分為額定電流下垂型，即フ字型；恒流型；恒功率型，多數(shù)為電流下垂型。過(guò)電流的設(shè)定值通常為額定電流的110％～130％。一般為自動(dòng)恢復(fù)型。

　　圖1中①表示電流下垂型，②表示恒流型，③表示恒功率型。

　　圖1　　過(guò)電流保護(hù)特性

　　1.1? 用于變壓器初級(jí)直接驅(qū)動(dòng)電路中的限流電路

　　在變壓器初級(jí)直接驅(qū)動(dòng)的電路（如單端正激式變換器或反激式變換器）的設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)限流是比較容易的。圖2是在這樣的電路中實(shí)現(xiàn)限流的兩種方法。

　　圖2電路可用于單端正激式變換器和反激式變換器。圖2（a）與圖2（b）中在MOSFET的源極均串入一個(gè)限流電阻Rsc，在圖2（a）中， Rsc提供一個(gè)電壓降驅(qū)動(dòng)晶體管S2導(dǎo)通，在圖2（b）中跨接在Rsc上的限流電壓比較器，當(dāng)產(chǎn)生過(guò)流時(shí)，可以把驅(qū)動(dòng)電流脈沖短路，起到保護(hù)作用。

　　圖2（a）與圖2（b）相比，圖2（b）保護(hù)電路反應(yīng)速度更快及準(zhǔn)確。首先，它把比較放大器的限流驅(qū)動(dòng)的門(mén)檻電壓預(yù)置在一個(gè)比晶體管的門(mén)檻電壓Vbe更 精確的范圍內(nèi)；第二，它把所預(yù)置的門(mén)檻電壓取得足夠小，其典型值只有100mV～200mV，因此，可以把限流取樣電阻Rsc的值取得較小，這樣就減小了 功耗，提高了電源的效率。

　?。╝）晶體管保護(hù)

　?。╞）限流比較器保護(hù)

　　圖2　　在單端正激式或反激式變換器電路中的限流電路

　　當(dāng)AC輸入電壓在90～264V范圍內(nèi)變化，且輸出同等功率時(shí)，則變壓器初級(jí)的尖峰電流相差很大，導(dǎo)致高、低端過(guò)流保護(hù)點(diǎn)嚴(yán)重漂移，不利于過(guò)流點(diǎn)的一致 性。在電路中增加一個(gè)取自＋VH的上拉電阻R1，其目的是使S2的基極或限流比較器的同相端有一個(gè)預(yù)值，以達(dá)到高低端的過(guò)流保護(hù)點(diǎn)盡量一致。

　　1.2? 用于基極驅(qū)動(dòng)電路的限流電路

　　在一般情況下，都是利用基極驅(qū)動(dòng)電路把電源的控制電路和開(kāi)關(guān)晶體管隔離開(kāi)來(lái)。變換器的輸出部分和控制電路共地。限流電路可以直接和輸出電路相接，其電路如圖3所示。在圖3中，控制電路與輸出電路共地。工作原理如下：

　　圖3　　用于多種電源變換器中的限流電路

　　電路正常工作時(shí)，負(fù)載電流IL流過(guò)電阻Rsc產(chǎn)生的壓降不足以使S1導(dǎo)通，由于S1在截止時(shí)IC1=0， 電容器C1處于未充電狀態(tài)，因此晶體管S2也截止。如果負(fù)載側(cè)電流增加，使IL達(dá)到一個(gè)設(shè)定的值，使得ILRsc=Vbe1＋I(xiàn)b1R1，則S1導(dǎo)通，使 電容器C1充電，其充電時(shí)間常數(shù)τ= R2C1，C1上充滿電荷后的電壓是VC1=Ib2R4＋Vbe2。在電路檢測(cè)到有過(guò)流發(fā)生時(shí)，為使電容器C1能夠快速放電，應(yīng)當(dāng)選擇R4

　　1.3　無(wú)功率損耗的限流電路

　　上述兩種過(guò)流保護(hù)比較有效，但是Rsc的存在降低了電源的效率，尤其是在大電流輸出的情況下，Rsc上的功耗就會(huì)明顯增加。圖4電路利用電流互感器作為檢測(cè)元件，就為電源效率的提高創(chuàng)造了一定的條件。

　　圖4電路工作原理如下：利用電流互感器T2監(jiān)視負(fù)載電流IL，IL在通過(guò)互感器初級(jí)時(shí)，把電流的變化耦合到次級(jí)，在電阻R1上產(chǎn)生壓降。二極管D3對(duì)脈 沖電流進(jìn)行整流，經(jīng)整流后由電阻R2和電容C1進(jìn)行平滑濾波。當(dāng)發(fā)生過(guò)載現(xiàn)象時(shí)，電容器C1兩端電壓迅速增加，使齊納管D4導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)晶體管 S1導(dǎo)通，S1集電極的信號(hào)可以用來(lái)作為電源變換器調(diào)節(jié)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

　　圖4　　無(wú)功耗限流電路

　　電流互感器可以用鐵氧體磁芯或MPP環(huán)型磁芯來(lái)繞制，但要經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，以確保磁芯不飽和。理想的電流互感器應(yīng)該達(dá)到匝數(shù)比是電流比。通?；ジ衅鞯腘p=1，Ns=NpIpR1/（Vs＋VD3）。具體繞制數(shù)據(jù)最后還要經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)調(diào)整，使其性能達(dá)到最佳狀態(tài)。