开关电源设计实例之保护电路实例详解之过温保护电路

发布日期:2018-05-15 23:43,查看次数:201

过温保护电路

1概述(电路类别、实现主要功能描述):

该电路属于过温保护电路,但温度高于设定的保护点时,关闭模块输出,当温度恢复后自动开启模块。

2电路组成(原理图):

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过温保护电路-热敏电阻

1概述(电路类别、实现主要功能描述):

本电路采用热敏电阻检测基板温度,热敏电阻阻值随基板温度变化而变化, 热敏电阻阻值的变化导致运放输入电压变化,从而实现运放的翻转控制PWM芯片的输出,进而将模块关闭。

2电路组成(原理图):

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3工作原理分析(主要功能、性能指标及实现原理,关键参数计算分析):

R99热敏电阻是负温度系数热敏电阻,常温时,R99=100k,R99与R94的分压0.45V为U2运放的负输入,远低于运放的正输入2.5V(R23与R97分压),因此运放的输出是高电平,对LM5025的SS端无影响,模块正常工作。

随着基板温度升高,R99电阻阻值减小,当减小到一定值时,使得运放的负输入大于正输入时,运放输出低电平,将LM5025的SS拉低,从而关闭模块输出;温度保护点可以适当调整R94,R23,R97的阻值而相应地调整。

模块关闭输出后(过温保护),基板温度会降低,R99阻值会增大,运放的负输入会降低,为使运放的正常翻转,引入电阻R98,原理是运放输出低后,R98相当于与R97并联,将运放的基准变低,拉开运放正负输入的电压间距,从而实现温度回差。比如基板温度90℃时保护,80℃时开启。

4关键参数计算分析

4.1 运放正输入电压:VR97=Vref2=5/(1+R23/R97)=5/(1+10/10)=2.5V

4.2 运放负输入电压VR94+0.007=VR97=5*R94/(R99+R94)+0.007,

4.3 得出温度保护时热敏电阻的阻值:R99(t)=(Vref*R24/(Vref*R97/(R23+R97)-0.007))-R94

4.4 考虑容差时的计算见下表:

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4.5 过温保护时,R99的值

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4.6 R99-SDNT2012X104J4250HT(F)是负温度系数的热敏电阻,25°C时100k,过温保护时阻值10k左右(见上表),计算温度为:

Rt=R*e(B(1/T1-1/T2)) T1=1/(ln(Rt/R)/B+1/T2))

T2:常温25°C,上式中T2=273.15+25=298.15;B:4250±3%;R:25°C时的电阻值,100k,计算出的T1值也是加了273.15后的值,因此下表中t1=T1-273.15,是摄氏度。 Rt:温度变化后的阻值,10k,9.704k,10.304k,见上表

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4.7 回差

运放输出低后,电阻R98(51k)就并在R97上,将基准拉低,新的基准电压 Vref1=Vref*(R98//R97)/(R23+R98//R97)=2.28V 达到2.44V时,R99的阻值R99=Vref*R94/Vref1-R94=11.9k R99达到10.49k时,温度按下表计算

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温度回差=82.6-77.3=5.3℃

5电路的优缺点

优点: 温度保护点及温度回差很容进行调整

缺点: 温度准确度偏低

电路比采用温度开关略复杂

温度保护时反映的是热敏电阻附近的基板温度,不能反映模块的最高器件的温度,不过这可以在设计时解决,比如基板温度在90℃保护,实际板上器件最高温度已达130℃,就可以适当调整温度保护点,从而起到保护作用。

6应用的注意事项

尽量将热敏电阻放置在发热器件附近。


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