電路保護(hù)集成技術(shù)降低電源成本
摘要：本文討論了在芯片上實現(xiàn)保護(hù)功能集成后可以去除的那些電路保護(hù)元件,以及采取這種措施后可以帶來的成本下降。所有的節(jié)約成本都是按照大批量采購元件(>10萬個)的情況估計的,如果元件采購批量更小的話,則開銷的節(jié)約效果還會更明顯。在最新功率變換芯片中已經(jīng)集成的功能包括：電力線路過壓關(guān)斷(line over-voltage shutdown)、開關(guān)電流敏感和限流、輸出過載及開環(huán)保護(hù)(op)、過熱關(guān)斷和參數(shù)化溫度補(bǔ)償與容差控制。關(guān)鍵詞：電力線路過壓關(guān)斷、開關(guān)電流敏感和限流、輸出過載及開環(huán)保護(hù)、過熱關(guān)斷和參數(shù)化溫度補(bǔ)償與容差控制。
前言
為了保持競爭力,大多數(shù)制造商都設(shè)法降低其產(chǎn)品的成本,理想的做法是既降低成本,又保證產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。為了在工作條件不正常時不致于失效,電源往往要采用昂貴的電路保護(hù)元件。不過很多在電源中使用的電路保護(hù)措施并不明顯,因此其成本也很難簡單明了地估計出。
這些隱含的保護(hù)措施采用后,電源鏈和相關(guān)元件(如開關(guān)器件及其散熱器和鉗位電路、變壓器芯尺寸和輸出整流器與電容)的參數(shù)選取必須留出一定的裕量。把外部的電路保護(hù)器件和暗藏的保護(hù)措施除去,可以顯著降低電源成本。但是,單純地刪除這些保護(hù)措施是不可行的,因為這樣做會損害可靠性、堅固性和/或供電安全性。然而,如果把電路保護(hù)功能集中到一個高度集成的電源變換IC上,就可以既安全地消除某些昂貴的外接分立元件,又能允許電源鏈元件的參數(shù)按照正常的輸出負(fù)載來選取。
電力線路過壓關(guān)斷
電力線路過壓關(guān)斷用于在線路出現(xiàn)浪涌時中止電源正常的工作,從而省去了MOV,可實現(xiàn)的成本降幅為0.04~0.12 美元。例如, Power Integration (PI)公司把過壓保護(hù)功能集成到了其多種離線式開關(guān)電源IC 產(chǎn)品上。當(dāng)這些器件檢測到線路過壓情況,它們就會停止開關(guān)動作,直到整流后的線路電壓回落到該功能的解除閾值之下時為止。這一做法使得IC能抵受幅度高達(dá)其內(nèi)部MOSFET最高額定值的線路浪涌,而無需MOV 保護(hù)。圖1 示出了一個使整流后的DC電壓限達(dá)到592V 峰值的浪涌情形。由于中止了開關(guān)動作,部件DRAIN 引腳上的電壓始終保持在700V以下。在供電質(zhì)量很差的國家中,常常會發(fā)生持續(xù)時間在100ms以上的電力線路浪涌,分立MOSFET所能提供的毫焦級的抗雪崩電流能力或者M(jìn)OV所具備的瞬態(tài)功耗承受能力,都不足以承受持續(xù)時間如此之長的浪涌,而過壓關(guān)斷功能相比之下則更有價值。
