03.02 開關電源短路保護

在開關的故障現象中,讓人最頭疼的莫過於由於電源短路造成產品損壞,因為短路故障會導致電源的絕大部分零件失效,而且如果維修技術員沒有電源的深厚基本功的話,那麼維修出來的良品很大一部分是有隱患的。

所以良好的短路保護線路是保證產品良率的有效手段。

根據電源的輸出功率大小,我們可以將短路保護線路分為小功率短路保護線路、中功率保護線路和限流短路保護線路。

我們以最簡單的 UC3842 為例來說明各個保護線路,UC3842 腳位如下圖所示:

开关电源短路保护

下圖是小功率短路保護電路,其原理簡述如下:

开关电源短路保护

假設我們的電源輸出短路,即輸出電壓為 0,那麼光耦 OT1 就不會導通,UC3842 第 1 腳電壓就會上升至 5V 左右,經過 R2 與 R3 的分壓後,電壓會超過 TL431 的基準 2.5V,由於 REF 腳電壓升高,所以 TL431 陰極電壓拉低,即 UC3842 第 7 腳 VCC 電位被拉低,IC 停止工作。UC3842 停止工作後第 1 腳電位消失,TL431 不導通 UC3842 第 7 腳電位上升,UC3842 重新啟動,週而復始。當短路現象消失後,電路可以自動恢復成正常工作狀態。

下圖是中功率短路保護電路,其原理簡述如下:

开关电源短路保护

假設我們的電源輸出短路,UC3842 第 1 腳電壓上升,經過 R3 和 R4 分壓得到 U1 第 3 腳電位高於第 2 腳,比較器 U1 的第 1 腳輸出高電位,給 C1 充電,當 C1 兩端電壓超過第 5 腳基準電壓時,也就是 U1 的第 6 腳電壓高於第 5 腳時,U1 的第 7 腳輸出低電位,UC3842 第 1 腳電壓通過 D1 和 U1 拉低,當第 1 腳電壓低於 1V 後,UCC3842 就會停止工作,輸出電壓為 0V,週而復始,當短路消失後電路正常工作。R2、C1 是充放電時間常數,如果參數沒有調好,太快觸發或者太慢觸發,短路保護都起不了作用。

下圖是限流、短路保護電路。其工作原理簡述如下:

开关电源短路保护

當輸出電路短路或過流時,變壓器源邊電流逐漸增大,R3 兩端電壓降增大,U3842 的第 3 腳電流檢測CS 的引腳電壓升高,UC3842 的第 6 腳輸出佔空比逐漸增大,當第 3 引腳電壓超過 1V 時,UC3842 啟動保護措施無輸出。


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