В некоторых приложениях с DC/DC преобразователями встроенной в микросхему схемы поциклового ограничения тока может быть недостаточно для надежной защиты от повреждений при коротком замыкании. В асинхронных повышающих преобразователях при коротком замыкании нагрузки образуется прямой путь прохождения входного тока через дроссель и диод. Независимо от наличия ограничителя тока в микросхеме, при коротком замыкании выхода через цепь нагрузки протекает чрезмерно большой ток, способный повредить диод, дроссель и саму микросхему. В преобразователях с топологией SEPIC (single-ended, primary-inductance-converter – преобразователь с несимметрично нагруженной первичной индуктивностью) такой проблемы не существует, так как вход и выход разделены конденсатором. Таким образом, в этом случае при коротком замыкании нагрузки прямой путь прохождения тока от входа к выходу отсутствует.
 |
|
| Рисунок 1. | Этот SEPIC преобразователь с входным напряжением 4…18 В и выходным напряжением 12 В имеет защиту от короткого замыкания нагрузки. |
Однако если требуемое минимальное время включения меньше значения, определяемого спецификой конкретной схемы, ток дросселя и, соответственно, коммутируемый ток могут быстро нарастать, приводя к разрушению микросхемы, перегрузке входного источника питания, или и к тому, и к другому. Даже в некоторых понижающих преобразователях конструктивные ограничения, накладываемые на коэффициент заполнения рабочих импульсов, приводят к тому, что ключевой транзистор оказывается включенным в течение времени, слишком долгого для того, чтобы микросхема смогла адекватно среагировать на короткое замыкание нагрузки, особенно при очень больших входных напряжениях и высоких частотах преобразования. Предлагаемая схема на одном транзисторе, опуская уровень напряжения на выводе VC (выход усилителя ошибки) при резком увеличении тока дросселя, происходящем при перегрузке или коротком замыкании выхода, обеспечивает надежную защиту SEPIC от коротких замыканий (Рисунок 1).
 |
|
| Рисунок 2. | Зависимость входного и выходного токов схемы на Рисунке 1 от входного напряжения при коротком замыкании нагрузки. |
Низкий уровень на входе VC останавливает преобразователь, пропуская циклы с минимальным временем включения и позволяя снизиться току в каждом дросселе. Во время короткого замыкания сумма пикового тока L1, уменьшающегося вследствие ограничения числа циклов переключения, и пикового тока L2, равны пиковому току ключа, более низкому, чем установленное для LT1961 предельное значение 1.5 А. На Рисунке 2 показаны зависимости входного и выходного токов схемы от входного напряжения при коротком замыкании нагрузки. Рисунок 3 демонстрирует зависимости от входного напряжения токов схемы при максимальной нагрузке в нормальном режиме работы. Средний ток через L2 равен току нагрузки и в любых условиях нормальной работы не превышает 600 мА. Если ток через измерительный резистор RSENSE достигает 800 мА, что говорит о перегрузке выхода, включается транзистор и защищает схему.
 |
|
| Рисунок 3. | Токи схемы при максимальной нагрузке в нормальном режиме работы. |
