Когда контроллер импульсного источника питания, такой как NCP1200, работает при высокой температуре окружающей среды, необходимо защитить весь источник питания от опасного неконтролируемого температурного ухода параметров. NCP1200 работает напрямую от сети без вспомогательной обмотки, поэтому кристалл микросхемы рассеивает мощность (Рисунок 1).
 |
|
| Рисунок 1. | На микросхеме контроллера реализован сетевой источник питания с малым количеством компонентов. |
К сожалению, внутренняя схема отключения при перегреве не может выполнять эту защитную функцию, поскольку кристалл находится не при температуре окружающей среды, а при температуре, превышающей температуру окружающей среды на несколько десятков градусов. Чтобы преодолеть эту проблему, можно реализовать конструкцию на основе термистора, но такое решение увеличивает стоимость системы. К счастью, для реализации недорогой схемы тепловой защиты можно использовать стандартные биполярные транзисторы. На Рисунке 2 показано, как построить классическую тиристорную схему, используя два недорогих биполярных транзистора: p-n-p BC557B и n-p-n BC547B. Идея заключается в том, чтобы использовать для включения тиристора отрицательный температурный коэффициент кремния (около –2 мВ/°C).
 |
|
| Рисунок 2. | Два биполярных транзистора в тиристорной конфигурации образуют схему защитного отключения при перегреве. |
В неактивном состоянии и верхний, и нижний транзисторы на Рисунке 2 находятся в выключенном состоянии благодаря наличию резисторов 10 кОм. Тиристорная структура подключается между выводом обратной связи FB и землей. Одной из особенностей NCP1200 является пропуск нежелательных циклов переключения при снижении потребления энергии. Микросхема выполняет эту функцию внутренне, постоянно контролируя вывод FB. Когда напряжение на этом выводе падает ниже определенного уровня, микросхема отключает внутренний генератор, и силовой транзистор выключается. Если тиристор постоянно подтягивает вывод FB к земле, NCP1200 перестает выдавать импульсы. Открывшись, тиристор предотвращает повторный запуск, пока блок питания не будет отключен от сети. Резистор 316 кОм вместе с резистором 10 кОм образуют делитель напряжения шины VCC. В среднем напряжение этой шины варьируется от партии к партии от 10.3 до 10.6 В при общем разбросе 300 мВ. Этот разброс соответствует напряжению на базе транзистора менее 10 мВ. При повышении температуры напряжение включения VBE транзистора BC547 уменьшается до тех пор, пока не достигнет напряжения делителя на его базе. (Это напряжение составляет примерно 320 мВ, но его можно изменить для соответствия другим уровням температуры). В этот момент BC547 проводит ток, и напряжение базы BC557 начинает приближаться к земле. Ток коллектора BC557 еще больше смещает базу BC547, и тиристор открывается, тем самым окончательно останавливая импульсы NCP1200. Как только блок питания будет отключен от сети, тиристор сбросится. Конденсатор емкостью 0.1 мкФ предотвращает срабатывание тиристора из-за случайных помех.
Мы провели испытания тиристорных схем тепловой защиты с использованием транзисторов BC547B и BC557B. Суффикс «B» здесь важен, поскольку он соответствует узкому диапазону коэффициентов передачи тока hFE от 200 до 450. В этой конструкции используются транзисторы в корпусах TO-92, установленные вплотную друг к другу. Если нагревается только один транзистор, тепловые результаты различаются. Поэтому эти два элемента следует устанавливать близко друг к другу со стороны компонентов печатной платы, чтобы они работали примерно при одинаковых температурах переходов. Из 20 комбинаций биполярных транзисторов можно получить результаты, показанные в Таблице 1. Видно, что температура срабатывания для всех комбинаций транзисторов различается не более чем на 5 °C [1].
| Таблица 1. | Зависимость температуры срабатывания защиты он напряжения включения VBE |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ссылка
- Christophe Basso. Биполярные транзисторы защищают от неисправности оптрона
Купить NCP1200 на РадиоЛоцман.Цены
