如何用單個(gè)晶體管實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)

在某些直流/直流轉(zhuǎn)換器中，芯片上的逐周期限流措施在短路期間可能不足以防止故障發(fā)生。一個(gè)非同步升壓轉(zhuǎn)換器可通過(guò)電感器和箝位二極管來(lái)提供一條從輸入端到短路處的直接通路。

當(dāng)負(fù)載存在短路時(shí)，不管集成電路中限流保護(hù)功能如何，流過(guò)負(fù)載通路的極大電流可能會(huì)損壞箝位二極管、電感器和集成電路。在一個(gè) SEPIC（單端初級(jí)電感變換器）電路中，耦合電容會(huì)中斷這條道路。因此，當(dāng)負(fù)載存在短路時(shí)，也就不存在電流從輸入端流到輸出端的直接通路。但是，如果所要求的最短導(dǎo)通時(shí)間比專用負(fù)載周期還短，則電感器電流和開(kāi)關(guān)電流就會(huì)迅速增大，造成集成電路故障、輸入端過(guò)載，或兩種情況兼而有之。甚至在某些降壓穩(wěn)壓器中，負(fù)載周期的種種限制有時(shí)也會(huì)使開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，以致無(wú)法在輸出短路時(shí)保持控制，特別是在極高頻率集成電路的輸入電壓非常高的時(shí)候。使用單個(gè)晶體管方法，可以在負(fù)載過(guò)載或短路致使電感電流開(kāi)始失控時(shí)，將 VC 腳（誤差放大器的輸出端）電壓下拉，這樣就可以防止 SEPIC 電路發(fā)生短路故障（圖 1）。

下拉 VC 引腳電壓可迫使集成電路停止開(kāi)關(guān)功能，跳過(guò)最短導(dǎo)通時(shí)間開(kāi)關(guān)周期，使每個(gè)電感器中的電流下降。在短路期間，L1 中的峰值電流（因開(kāi)關(guān)周期數(shù)有限而降低）與 L2 中的峰值電流之和等于開(kāi)關(guān)的峰值電流，即低于 LT1961EMS8E 的1.5A 極限值。

圖2 示出了不同輸入電壓時(shí)的短路輸入電流和短路輸出電流。圖3 示出了最大負(fù)載電流與輸入電壓的關(guān)系曲線。L2 中的平均電流等于負(fù)載電流，并且在所有負(fù)載條件下最大為 600 mA。如果檢測(cè)電阻器檢測(cè)到 800 mA電流，則它就會(huì)知道發(fā)生了過(guò)載，并使晶體管對(duì)電路進(jìn)行保護(hù)。