芯片(IC)及系统级保护功能(2)

输出保护

为确保负载的安全性，应提供输出过压保护。如果电源反馈环路中的元件发生故障（如光耦器），则可能会产生危险的高输出电压。TOPSwitch-HX中包含集成的输出过压及过功率保护电路。一旦因输出过载或开环故障导致C6上的偏置绕组输出电压升高，VR1将导通并使电流流入V引脚，从而触发锁存关断。为了防止因短时间过载而引起错误触发，可在VR1与C6之间实施简单的RC延迟电路。

输出过载保护是一项必备功能，特别是在驱动电机的应用中。在输出过载故障条件下（如电机停转），控制器不得提供这种可损坏负载的电流，或者不得损坏电源内的元件。在U1中，这种保护是通过控制功率因数(I2f)和通过利用X引脚输入控制限流点来实现的。在反激式转换器中，输出功率是LI2f的函数，其中，L是初级电感值，I是峰值初级电流，f是开关频率。将I2f合并到单个数据手册参数中后，与I和f为独立变量时的设计值相比，给定输出功率所需的电感值将减小。这样会减小在最低输入电压的最差条件下提供满功率所需的初级电感值。X引脚允许在外部设定器件限流点，还可以使用两个电阻对X引脚进行配置，以降低限流点并提高输入电压。这样可以拉平将会出现的过载功率随输入电压变化的曲线。

过热保护

U1中的过热保护由精密的模拟电路提供，当结温超过热关断温度（典型值142℃）时，该电路就关断输出MOSFET；当结温冷却到迟滞温度以下时，该电路将重新恢复正常工作。采用75℃（典型值）的迟滞可防止因持续故障而使PC板出现过热现象。通过将U1设计为温度最高的元件，这种内部过热关断功能还可以对整个电源提供过热保护。

使用分立元件来实现上述多种保护功能的内建是件非常困难且费用昂贵的事情，特别是在解决与器件容差相关的问题时。对于低成本或空间受限的应用而言，这些困难又会使保护功能齐备的电路的尺寸和成本成为实现设计的严重障碍。而开关IC（如TOPSwitch-HX）内所集成的保护功能，可以使设计师集中精力设计具有成本优势的高性能产品，并有信心确保其完全可靠。