如何把電源的功率限制變為電流限制

圖3顯示了輸出和偏置電壓與圖2所示電路負載電流的對比情況。輸出V-I特性非常接近于圖1所示理想情況。負載電流達到約1.3A時開始功率限制。隨著負載增加，輸出電壓開始下降。由于偏置電壓是輸出電壓的反映，因此它也開始下降。偏置電壓降至9V關閉水平以下時，PWM控制器關閉。

圖 3 偏置電壓降至控制器關閉閾值以下后，轉換器不再提供功率限制電流。

在該例子中，盡管在負載超出1.3A時峰值電流限制激活，但是在轉換器關閉以前負載電流會為額定負載的兩倍以上。在某些應用中，這是不可接受的。反之，一種更加方形的V-I曲線則較為理想。負載增加超出功率限制點后偏置電壓隨之下降，利用這一特性，我們可以非常輕松地獲得這種V-I曲線。只需增加數個組件，便可利用不斷降低的偏置電壓在功率限制期間折疊開關頻率。這樣做以后，開關頻率被強制與輸出電壓成正比關系，如方程式3所示。將方程式3代入方程式2后我們發現，理論上講功率限制期間輸出電流不再依賴于輸出電壓的大小，參見方程式4.

方程式3

方程式4

用于創建這種改進型電流限制而增加的一些組件突出顯示在圖4所示原理圖中。對內部振蕩器編程，通過R10、R8和C11設置反向轉換器的開關頻率。一個內部5V源通過R10和R8對C11充電。隨著偏置電壓下降，R7和R11的電阻分壓器開啟Q1，并優先于內部5V源進行控制，從而降低開關頻率。偏置二極管（D4）現在必須為一種雙串聯二極管，這樣R7和R11才不會在啟動期間使控制器的電流改道。需正確選擇R7和R11的值，以便讓Q1在正常運行期間處于關閉狀態，僅在偏置電壓降至約12V以下時才開啟。

圖 4 增加5個離散式組件可增強功率限制功能并降低最大故障電流。

添加這些組件的結果如圖5所示。同前面一樣，電源進入功率限制時輸出電壓和偏置電壓均開始下降。一旦偏置電壓降至足以開啟Q1的程度，負載電流的任何繼續增加都會使開關頻率降低，其反過來又會降低供給負載的有效功率。這會加快過電流關閉過程。注意，在輸出電流和輸出電壓之間仍然存在一定程度的相互關系，這是因為變壓器內部的偏置繞組耦合和有限的Q1增益。盡管存在這些缺點，但是增加的電路還是極大地改善了V-I特性。實際上，電源現在不會向故障負載提供1.5A以上的電流。

圖 5 使用增強型功率限制電路的電源V-I曲線顯示過載狀態下的輸出電壓表現出明顯的下降。

總之，擁有功率限制保護的電源仍然可以為過載輸出提供大量的電流。如本文所述，只需在一次側控制器周圍添加少數幾個組件，便可輕松且低成本地實現精確的電流限制功能。盡管它針對的反向轉換器，但是這種方案也可以減少降壓轉換器的多余電流。