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開關(guān)電源如何過熱保護(hù)電路 過熱保護(hù)電路的基本原理
過熱保護(hù)電路：開關(guān)電源的過熱保護(hù)電路當(dāng)芯片的工作溫度達(dá)到最高結(jié)溫(亦稱熱關(guān)斷溫度)TjM時,開關(guān)電源立即關(guān)斷輸出,防止因過熱而損壞芯片。
過熱保護(hù)電路的基本原理如圖2-8-1所示。這里的穩(wěn)壓管VDZ實(shí)際上是利用硅晶體管發(fā)射結(jié)(E-B)的反向擊穿電壓作基準(zhǔn)電壓UREF的,該方法能獲得5.8~7V基準(zhǔn)電壓値,該基準(zhǔn)電壓具有正的溫漂,發(fā)射結(jié)反向擊穿電壓的溫度系數(shù)βT≈+3.5mV/℃,即環(huán)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(diào)整管)的位置,以使感知調(diào)整管的溫度。NPN型晶體管的發(fā)射結(jié)電壓UBE具有負(fù)的溫度系數(shù),αT≈-2.1mV/℃,即環(huán)境溫度每升高1℃,UBE就下降2.lmV。常溫下由于UBE遠(yuǎn)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(huán)境溫度升高),使芯片溫度升到最高結(jié)溫(TjM)時,VT導(dǎo)通,功率級驅(qū)動電流就被VT分流,使負(fù)載電流減少甚至完全被切斷,從而達(dá)到了過熱保護(hù)之目的。
為防止當(dāng)T=TjM時因結(jié)溫發(fā)生波動而使過熱保護(hù)電路頻繁地動作,提高保護(hù)電路的可靠性,過熱保護(hù)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(dá)到或超過最高結(jié)溫TjM時,開關(guān)電源立即被關(guān)斷。但是當(dāng)芯片溫度剛低于TjM時開關(guān)電源仍處于關(guān)斷狀態(tài),而必須降至安全溫度Tj時才重新啟動開關(guān)電源。Tj一般要比TjM低20~75℃,具體數(shù)値視芯片型號而定。這表明過熱保護(hù)電路具有滯后溫度(亦稱熱關(guān)斷遲滯溫度),用THYST表示,THYST=TjM-Tj。例如,TOPSwitch-HX系列五代單片開關(guān)電源的熱關(guān)斷溫度TjM=142℃(典型值),滯后溫度THYST=75℃,上述遲滯特性與數(shù)字電路中的施密特觸發(fā)器有相似之處。