电路保护集成技术降低电源成本

1、电路保护集成技术降低电源成本为了保持竞争力，大多数创造商都设法降低其产品的成本，抱负的做法是既降低成本，又保证产品的质量和牢靠性。为了在工作条件不正常时不致于失效，电源往往要采纳昂贵的庇护元件。不过无数在电源中用法的电路庇护措施并不显然，因此其成本也很难容易明白地估量出。这些隐含的庇护措施采纳后，电源链和相关元件(如开关器件及其散热器和钳位电路、芯尺寸和输出整流器与)的参数选取必需留出一定的裕量。把外部的电路庇护器件和暗藏的庇护措施除去，可以显著降低电源成本。但是，单纯地删除这些庇护措施是不行行的，由于这样做会伤害牢靠性、结实性和/或供电平安性。然而，假如把电路庇护功能集中到一个高度集成的电源

2、变换ic上，就可以既平安地消退某些昂贵的外接分立元件，又能允许电源链元件的参数根据正常的输出负载来选取。电力线路过压关断电力线路过压关断用于在线路浮现浪涌时中止电源正常的工作，从而省去了mov，可实现的成本降幅为0.040.12 美元。例如， power integration (pi)公司把过压庇护功能集成到了其多种离线式ic 产品上。当这些器件检测到线路过压状况，它们就会停止开关动作，直到整流后的线路回落到该功能的解除阈值之下时为止。这一做法使得ic能抵受幅度高达其内部最高额定值的线路浪涌，而无需mov 庇护。图1 示出了一个使整流后的dc电压限达到592v 峰值的浪涌情形。因为中止了开关

3、动作，部件drain 引脚上的电压始终保持在700v以下。在供电质量很差的国家中，经常会发生持续时光在100ms 以上的电力线路浪涌，分立mosfet所能提供的毫焦级的抗雪崩能力或者mov所具备的瞬态功耗承受能力，都不足以承受持续时光如此之长的浪涌，而过压关断功能相比之下则更有价值。图1 线路浪涌将使得pi器件中的过压庇护电路动作开关电流敏感和限流大多数 型ic对开关电流举行检测，这样，当流过开关的电流过大时，就可以终止开关循环的执行。该功能的实现普通需要外接电流敏感和低通rc。大多数pi的产品系列采纳集成mosfet 导通电阻来作为敏感电阻。这一措施连同内置的电流敏感的前沿消隐(leadin

4、g edge blanking ，leb)特性，使得设计者可以省去全部外接电流敏感和调整元件，带来的成本降幅达0.040.10 美元。因为省去了敏感电阻并避开了相应的传导损耗，效率也得以提高。在可用法电流敏感变压器的dc/dc 变换器中，成本降幅达到了0.50美元。此外，采纳leb 也使电路无需对电流敏感信号举行滤波，从而能够更快、更精确的中止开关循环。因此，在没有增强成本的状况下，增加了对mosfet的庇护。 输出过载和开环庇护：大多数pwm ic 碰到负载异样状况时，通过让驱动芯片的电压下降到器件的欠压闭锁阈值之下，来中止通常的工作模式。pi的系列器件都按照从输出引出的反馈来选通输入芯片的

5、电源电流(参见图2)。在这种结构中，若来自输出的反馈或者输出调整功能丧失，将会让芯片进入自动重启模式，此时负载得到的只是满输出功率的一小部分(参见图3)。这不仅大大提高了设计的承受能力，而且省去了起到辅助监控作用的限流过载庇护或急速短路庇护电路，节省的成本达0.050.20 美元。这还使得电源的输出和电容的参数只需按照正常的满负载输出功率来选取即可，从而进一步降低了成本。图2 带有光电反馈的典型电路，可以对流入芯片的电流举行选通过热庇护图3 器件处于自动重启模式时control和drain引脚处的波形电路集成了过热庇护功能后，就可以省去热敏电阻及其相关电路，以及安装所花的人工费用，初步产生的成

6、本下降幅度即达到0.070.13 美元。因为开关在电源中经常是温度最高的元件，所以通过片式温度敏感电路可对囫囵电源采取严密的过热庇护。此外，假如这项功能还具有一个很宽的热滞后窗口的话，则还可以让 板在发生故障时温度保持在100以下，因而设计者就可以用法价格较为低廉的pcb 材料，这又进一步削减了0.050.15 美元的成本。 参数化的温度补偿和容差控制：普通说来，对元件参数分布范围的限制越松，其价格就越低。但是对于控制芯片来说，假如放宽其参数的分布范围，则要相应提高电源链器件的指标以补偿这一放宽带来的影响，其导致的成本提高，反而会抵消芯片价格的降低。例如，开关频率的变幻以及开关电流的极限跳变点(trip point)打算了电源可以承受的过载功率值。这两个参数的容差范围越宽，电源能提供的过载功率就越大。输出二极管、变压器芯、开关元件散热器和钳位电路的设计参数必需按照可能的过载功率来选取，而不是仅仅按照额定的总负载功率选取。假如这些元件参数按照满负载要求来选取的话，成本的节省仅有0.100.25 美元。一个电源芯片必需按照其关键性能参数的容差和温度补偿状