0 卖盘信息
BOM询价
您现在的位置: 首页 > 电子资讯 >基础知识 > 如何为同步升压控制器添加过压保护

如何为同步升压控制器添加过压保护

来源: 21ic
2021-11-25
类别:基础知识
eye 1
文章创建人 拍明芯城

原标题:如何为同步升压控制器添加过压保护

  1.前言

  过压保护电路(OVP)为下游电路提供保护,使其免受过高电压的损坏。

  撬棍电路对电源进行短路或钳位,限制电源电压,并触发可能的保护功能,如:保险丝

  串联开关则利用MOSFET晶体管作为开关元件串行连接在电源线上,发生过压时,OVP电路迅速关闭MOSFET,断开与下游电路的连接。

  尽管大多数同步升压控制器中都存在逐周期限流功能,但有时工程师会在紧急情况下添加输出过压保护 (OVP) 以保护分立电路。在这篇文章中,我将向我们展示如何以极低的成本实现准确的输出 OVP。虽然我将使用 LM5122 同步升压控制器及其评估模块 (EVM) 作为示例,但建议的电路也适用于其他同步升压控制器。

  2.具体方案

  LM5122 多相同步升压控制器适用于高效同步升压稳压器应用。其控制方法基于峰值电流模式控制,可提供固有的线前馈、逐周期电流限制和简单的环路补偿。图 1 显示了简化的 LM5122 应用图。尽管存在逐周期限流功能,但 LM5122 本身不提供 OVP。但是,通过添加一个简单的电路,我们可以实现足够准确的输出过压保护。

  

如何为同步升压控制器添加过压保护


  图 1:简化的 LM5122 应用图

  图 2 显示了一个原始输出 OVP 电路,其中输出电压检测电阻分压器由 R1 和 R2 组成。假设 V z是齐纳二极管的击穿电压,V be是落在 n 沟道 p 沟道 n 沟道 (NPN) 晶体管的基极和发射极之间的电压。我们可以使用等式 1 和 2 来触发电路进入保护状态:

  

如何为同步升压控制器添加过压保护


  因为1/2和V被通常具有耐受性,它们也随变化温度,OVP阈值将有很大的不同。

  图 3 显示了另一个输出 OVP 电路,它将具有更多受控的 OVP 阈值。同样,输出电压检测电阻分压器由 R1 和 R2 组成。LMV431 是一款低压 (1.24V) 并联稳压器。通过比较检测电阻分压器的中心点和 LMV431 的内部参考引脚,如果检测电阻分压器的中心点电压高于 1.24V 参考电压,则 OVP 将触发,如公式 3 所示:

  

如何为同步升压控制器添加过压保护


  由于 LMV431 具有 1.5% 的初始温度小容差,因此该电路比带有齐纳二极管的原始输出 OVP 电路具有更高的 OVP 精度。如果检测电阻分压器的中心点电压高于1.24V,LMV431的阴极电压会降低,这会导致MMBT2222的基极偏高。MMTB2222 的集电极连接到 LM5122 的欠压锁定 (UVLO) 引脚,UVLO 引脚下拉至 0V。升压转换器进入关断模式并停止向输出传输能量。

  

如何为同步升压控制器添加过压保护


  图 2:原始输出 OVP

  

如何为同步升压控制器添加过压保护


  图 3:输出 OVP 电路

  使用 LM5122 EVM,OVP 电压设置为 23.5V。为了验证 OVP 电路,我们可以调整 EVM 将标称 V O设置为 19.5V,并在 V O感测分压器上增加一个额外的 10kΩ 电阻。图 4 显示了实验结果。LO 是低侧 N 沟道 MOSFET 栅极驱动输出。当V ø添加并联10kΩ电阻后增加到23.5V时,UVLO拉低到零,LM5122进入关闭模式,其中所有的功能被禁用。

  

如何为同步升压控制器添加过压保护


  图 4:低端 MOSFET 在 OVP 触发时停止开关

  之所以需要使用两个MMBT2222和MMBT2907晶体管,是因为LM5122的UVLO阈值为1.2V。LMV431 阴极的最低电压在 1.24V 以上。添加这两个晶体管会导致低于 1.2V 的 UVLO 引脚停止开关。

  图 5 显示了另一个没有两个晶体管的简化输出 OVP 电路。LM5122 控制器具有 UVLO 功能,带有一个从电源电压 V IN到模拟接地引脚 (AGND)的外部 UVLO 设定点分压器。LM5122 评估模块的启动电压为 8.7V,V HYS设置为 0.5V。R UV2的标准值为49.9kΩ ,R UV1的标准值为8.06k Ω 。通过将 R UV2分成两个电阻器 R UV2_1、 R UV2_2并将 LMV431 的阴极连接到这两个电阻器 R UV2_1、R UV2_2 的中心点,我们可以使用图 3 所示的电路实现类似的输出 OVP 功能。

  

如何为同步升压控制器添加过压保护


  图 5:简化的输出 OVP 电路

  图 6 显示了第二个输出 OVP 电路的实验结果。当 V O增加到 23.5V 时,LMV431 的阴极电压下降到 1.24V,UVLO 引脚电压变为 0.53V。LM5122 进入待机模式并停止开关。软启动电容器放电至 0V,在 5.9ms 软启动时间后,器件再次开始开关。第二个输出 OVP 电路触发待机模式,比第一个 OVP 电路便宜。

  

如何为同步升压控制器添加过压保护


  图 6:低端 MOSFET 在 OVP 触发时停止开关

  3.结论

  与原始 OVP 电路相比,我在这篇文章中提出的两个输出 OVP 电路具有更准确的 OVP 阈值。第二个 OVP 电路可以帮助我们为同步升压控制器构建更简单、低成本的输出 OVP 功能。


责任编辑:David

【免责声明】

1、本文内容、数据、图表等来源于网络引用或其他公开资料,版权归属原作者、原发表出处。若版权所有方对本文的引用持有异议,请联系拍明芯城(marketing@iczoom.com),本方将及时处理。

2、本文的引用仅供读者交流学习使用,不涉及商业目的。

3、本文内容仅代表作者观点,拍明芯城不对内容的准确性、可靠性或完整性提供明示或暗示的保证。读者阅读本文后做出的决定或行为,是基于自主意愿和独立判断做出的,请读者明确相关结果。

4、如需转载本方拥有版权的文章,请联系拍明芯城(marketing@iczoom.com)注明“转载原因”。未经允许私自转载拍明芯城将保留追究其法律责任的权利。

拍明芯城拥有对此声明的最终解释权。

下一篇: 已是最后一篇

相关资讯