电路保护集成技术降低电源成本
摘要：本文讨论了在芯片上实现保护功能集成后可以去除的那些电路保护元件,以及采取这种措施后可以带来的成本下降。所有的节约成本都是按照大批量采购元件(>10万个)的情况估计的,如果元件采购批量更小的话,则开销的节约效果还会更明显。在最新功率变换芯片中已经集成的功能包括：电力线路过压关断(line over-voltage shutdown)、开关电流敏感和限流、输出过载及开环保护(op)、过热关断和参数化温度补偿与容差控制。关键词：电力线路过压关断、开关电流敏感和限流、输出过载及开环保护、过热关断和参数化温度补偿与容差控制。
前言
为了保持竞争力,大多数制造商都设法降低其产品的成本,理想的做法是既降低成本,又保证产品的质量和可靠性。为了在工作条件不正常时不致于失效,电源往往要采用昂贵的电路保护元件。不过很多在电源中使用的电路保护措施并不明显,因此其成本也很难简单明了地估计出。
这些隐含的保护措施采用后,电源链和相关元件(如开关器件及其散热器和钳位电路、变压器芯尺寸和输出整流器与电容)的参数选取必须留出一定的裕量。把外部的电路保护器件和暗藏的保护措施除去,可以显著降低电源成本。但是,单纯地删除这些保护措施是不可行的,因为这样做会损害可靠性、坚固性和/或供电安全性。然而,如果把电路保护功能集中到一个高度集成的电源变换IC上,就可以既安全地消除某些昂贵的外接分立元件,又能允许电源链元件的参数按照正常的输出负载来选取。
电力线路过压关断
电力线路过压关断用于在线路出现浪涌时中止电源正常的工作,从而省去了MOV,可实现的成本降幅为0.04~0.12 美元。例如, Power Integration (PI)公司把过压保护功能集成到了其多种离线式开关电源IC 产品上。当这些器件检测到线路过压情况,它们就会停止开关动作,直到整流后的线路电压回落到该功能的解除阈值之下时为止。这一做法使得IC能抵受幅度高达其内部MOSFET最高额定值的线路浪涌,而无需MOV 保护。图1 示出了一个使整流后的DC电压限达到592V 峰值的浪涌情形。由于中止了开关动作,部件DRAIN 引脚上的电压始终保持在700V以下。在供电质量很差的国家中,常常会发生持续时间在100ms以上的电力线路浪涌,分立MOSFET所能提供的毫焦级的抗雪崩电流能力或者MOV所具备的瞬态功耗承受能力,都不足以承受持续时间如此之长的浪涌,而过压关断功能相比之下则更有价值。
