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開關電源如何過熱保護電路 過熱保護電路的基本原理
過熱保護電路：開關電源的過熱保護電路當芯片的工作溫度達到最高結溫(亦稱熱關斷溫度)TjM時,開關電源立即關斷輸出,防止因過熱而損壞芯片。
過熱保護電路的基本原理如圖2-8-1所示。這里的穩壓管VDZ實際上是利用硅晶體管發射結(E-B)的反向擊穿電壓作基準電壓UREF的,該方法能獲得5.8~7V基準電壓値,該基準電壓具有正的溫漂,發射結反向擊穿電壓的溫度系數βT≈+3.5mV/℃,即環境溫度每升高1℃,UREF大約增加3.5mV。
NPN型晶體管VT作溫度傳感器使用。R1和R2為基極偏置電阻,將VT放置在靠近功率級(即調整管)的位置,以使感知調整管的溫度。NPN型晶體管的發射結電壓UBE具有負的溫度系數,αT≈-2.1mV/℃,即環境溫度每升高1℃,UBE就下降2.lmV。常溫下由于UBE遠低于NPN管的開啟電壓,因此VT截止。若由于某種原因(過載或環境溫度升高),使芯片溫度升到最高結溫(TjM)時,VT導通,功率級驅動電流就被VT分流,使負載電流減少甚至完全被切斷,從而達到了過熱保護之目的。
為防止當T=TjM時因結溫發生波動而使過熱保護電路頻繁地動作,提高保護電路的可靠性,過熱保護電路一般都具有熱滯后特性,如圖2-8-2所示。一旦芯片溫度T達到或超過最高結溫TjM時,開關電源立即被關斷。但是當芯片溫度剛低于TjM時開關電源仍處于關斷狀態,而必須降至安全溫度Tj時才重新啟動開關電源。Tj一般要比TjM低20~75℃,具體數値視芯片型號而定。這表明過熱保護電路具有滯后溫度(亦稱熱關斷遲滯溫度),用THYST表示,THYST=TjM-Tj。例如,TOPSwitch-HX系列五代單片開關電源的熱關斷溫度TjM=142℃(典型值),滯后溫度THYST=75℃,上述遲滯特性與數字電路中的施密特觸發器有相似之處。