用单个晶体管实现短路保护

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  在某些直流/直流转换器中,芯片上的逐周期限流措施在短路期间可能不足以防止故障发生。一个非同步升压转换器可通过电感器和箝位二极管来提供一条从输入端到短路处的直接通路。当负载存在短路时,不管集成电路中限流保护功能如何,流过负载通路的极大电流可能会损坏箝位二极管、电感器和集成电路。在一个 SEPIC(单端初级电感变换器)电路中,耦合电容会中断这条道路。因此,当负载存在短路时,也就不存在电流从输入端流到输出端的直接通路。但是,如果所要求的最短导通时间比专用负载周期还短,则电感器电流和开关电流就会迅速增大,造成集成电路故障、输入端过载,或两种情况兼而有之。甚至在某些降压稳压器中,负载周期的种种限制有时也会使开关导通时间过长,以致无法在输出短路时保持控制,特别是在极高频率集成电路的输入电压非常高的时候。使用单个晶体管方法,可以在负载过载或短路致使电感电流开始失控时,将 VC 脚(误差放大器的输出端)电压下拉,这样就可以防止 SEPIC 电路发生短路故障(图 1)。

  下拉 VC 引脚电压可迫使集成电路停止开关功能,跳过最短导通时间开关周期,使每个电感器中的电流下降。在短路期间,L1 中的峰值电流(因开关周期数有限而降低)与 L2 中的峰值电流之和等于开关的峰值电流,即低于 LT1961EMS8E 的1.5A 极限值。


  图2 示出了不同输入电压时的短路输入电流和短路输出电流。图3 示出了最大负载电流与输入电压的关系曲线。L2 中的平均电流等于负载电流,并且在所有负载条件下最大为 600 mA。如果检测电阻器检测到 800 mA电流,则它就会知道发生了过载,并使晶体管对电路进行保护。