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輔助繞組中漏感會(huì)使控制器的短路保護(hù)電路失效

來源:新能源汽車網(wǎng)
時(shí)間:2023-07-12 17:03:24
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輔助繞組中漏感會(huì)使控制器的短路保護(hù)電路失效 在使用初級調(diào)節(jié)的反激式轉(zhuǎn)換器中,電源次級繞組和初級輔助繞組之間的松散耦合通常會(huì)導(dǎo)致交叉調(diào)節(jié)不良。這種情況主要是由漏感引起的,但也來

    在使用初級調(diào)節(jié)的反激式轉(zhuǎn)換器中,電源次級繞組和初級輔助繞組之間的松散耦合通常會(huì)導(dǎo)致交叉調(diào)節(jié)不良。這種情況主要是由漏感引起的,但也來自初級鉗位電壓的水平。圖 1顯示了使用ON Semiconductor 的典型應(yīng)用原理圖的 NCP1200 采用輔助繞組配置。該 IC 使用 DSS(動(dòng)態(tài)自供電),但在某些低待機(jī)功耗應(yīng)用中,需要通過輔助電平斷開此功能。DSS 只是充當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)啟動(dòng)電流源,直到輔助電平接管為止。在此應(yīng)用中,通過 TL431 在次級側(cè)進(jìn)行調(diào)節(jié),但初級級在短路情況下很重要。每次 NCP1200 的 V CC當(dāng)電壓下降時(shí)超過 10V,內(nèi)部邏輯通過反饋引腳感測終是否存在短路。如果電路確認(rèn)短路,NCP1200 會(huì)發(fā)出安全自動(dòng)恢復(fù)的低頻突發(fā)信號。然而,如果不良耦合阻止輔助繞組崩潰,則在存在次級短路的情況下,V CC永遠(yuǎn)不會(huì)超過 10V 閾值,并且可能會(huì)導(dǎo)致電路損壞。
  
    圖 1在此電路中,輔助繞組中的漏感會(huì)使控制器的短路保護(hù)電路失效。
   
    

    圖 2詳細(xì)說明了輸出發(fā)生短路時(shí)漏感的影響。正如您所看到的,泄漏尖峰將輔助電平推至遠(yuǎn)高于其常規(guī)平臺電壓,這是您想要獲得的值。由于整流二極管充當(dāng)包絡(luò)檢波器,因此終電壓接近 24V,與您預(yù)期的 13.4V 相差甚遠(yuǎn)。因此,如果電平超過控制器數(shù)據(jù)表中的額定值,則可能存在破壞性情況。您需要使用耗散元件(例如齊納二極管)來鉗位輔助電壓。圖3顯示了為避免漏感問題而采用的電路。組件排列實(shí)際上實(shí)現(xiàn)了一個(gè)獨(dú)立的采樣保持系統(tǒng)。當(dāng)主電源開關(guān)接通時(shí),電容器C 1通過R 2和D 1放電,D 2避免Q 2的基極-發(fā)射極結(jié)出現(xiàn)大的反向偏壓。當(dāng)主開關(guān)打開時(shí),次級電壓急劇上升,節(jié)點(diǎn)1變?yōu)檎怠H欢?,由于C 1放電,Q 1保持開路,并且V CC不增加。

    高整流電壓圖2輔助繞組側(cè)的漏感導(dǎo)致高整流電壓。

    離散采樣保持系統(tǒng)圖 3此組件排列創(chuàng)建了一個(gè)離散采樣保持系統(tǒng)。

   計(jì)理念短時(shí)間后(可通過 R 1或 C 1調(diào)節(jié)),Q 2關(guān)閉并使 Q 1的基極更接近地面。V CC現(xiàn)在增加并趕上節(jié)點(diǎn) 2 處的水平,減去 Q 1的 V CE(SAT)。如果正確選擇時(shí)間延遲,V CC不會(huì)出現(xiàn)任何電壓尖峰,因?yàn)槟呀?jīng)對平臺進(jìn)行了采樣。圖 4顯示了終結(jié)果。在具有低待機(jī)功耗的 70W 應(yīng)用板上執(zhí)行一些測量,得到如圖 5所示的終跟蹤結(jié)果。您可以看到,I OUT的 4.3A 變化僅導(dǎo)致 V OUT變化 420 mV。您可以在需要電平的初級調(diào)節(jié)應(yīng)用中使用該電路,而無需對次級繞組進(jìn)行大量濾波(從而降低待機(jī)模式下的可用輔助能量)或?qū)⒊跫夈Q位電壓降低至更高的耗散值。在NCP1200應(yīng)用中,當(dāng)輸出出現(xiàn)短路時(shí),輔助繞組正確觸發(fā)短路保護(hù)。

    無漏感效應(yīng)圖 4通過延遲采樣時(shí)間,您可以獲得干凈的輔助電平,且沒有任何漏感效應(yīng)。

    輔助繞組更好地跟蹤初級繞組圖 5由于圖 3 中的電路,輔助繞組可以更好地跟蹤初級繞組。