過載保護電路圖設計（六）

開關電源的過載保護電路設計

1、恒功率控制過載保護電路

UC3842控制的電流型反激式開關電源原理圖如圖1所示，它采用雙環控制模式，一個是檢測輸出電壓的電壓外環，一個是檢測開關電流的電流內環，而與電流內環并行的是逐周期限流的功率限制模塊。其中Uin為全電壓范圍全橋整流后的直流電壓，Uth對應PWM芯片的限制功率點，由于齊納二極管Z1的作用，Uth的電壓值鉗位在1V，使電感峰值電流受到限制，進而實現功率限制。當輸出負載達到功率限制點后，隨著負載電流的繼續增大，輸出電壓將降低，進入恒功率控制階段;由于提供給控制芯片供電的輔助電源電壓反映輸出電壓，當輸出電壓降低到一定程度，輔助電源將不能維持IC正常供電，電源將做重復的關斷重啟動作，進入打嗝模式（Hiccup-mode）保護階段;負載恢復正常后，電源恢復正常工作。根據上述原理可知圖2所示的恒功率控制過載保護電路輸出電壓與輸出電流關系。

值得注意的是，從開關電流取樣至開關管Q1關斷存在傳輸延遲，包括控制芯片從電流取樣輸入至輸出的傳輸延遲（UC3842的典型值是150ns）、開關管Q1的關斷延遲以及用于消除開關電流前沿尖峰的濾波電路造成的延遲。這段延遲時間會使在全電壓范圍工作（90~264Vac）的開關電源低壓工作與高壓工作的最大功率點不一致，實際應用中需要加入輸入電壓補償電路進行補償，以減小高輸入電壓與低輸入電壓時最大功率點的差異。如圖1所示，即該電路通過補償電阻RP、RS2對偵測的開關電流信號疊加一個隨輸入電壓變化的直流分量來實現補償作用。實際應用中，RS2取值為1k：左右，以保證RP的取值足夠大以及對控制IC進行保護。下面將分別介紹不連續導電模式（DCM）、連續導電模式（CCM）兩種情況下RP與RS1的求法。圖3為分別在兩種模式下補償后的開關電流波形圖。其中，Ith為UC3842的最大電流取樣輸入門限，其值為Uth與檢測電阻RS1的比值，ICL、ICH為低壓與高壓輸入時的補償電流，td為從開關電流取樣輸入至開關管Q1關斷的傳輸延遲，IPH為高輸入電壓時的開關電流峰值，IPL為低輸入電壓時的開關電流峰值。