開關(guān)電源設(shè)計實例之保護電路實例詳解之過溫保護電路

過溫保護電路

1概述(電路類別、實現(xiàn)主要功能描述)：

該電路屬于過溫保護電路，但溫度高于設(shè)定的保護點時，關(guān)閉模塊輸出，當溫度恢復(fù)后自動開啟模塊。

2電路組成(原理圖)：

過溫保護電路-熱敏電阻

1概述(電路類別、實現(xiàn)主要功能描述)：

本電路采用熱敏電阻檢測基板溫度，熱敏電阻阻值隨基板溫度變化而變化， 熱敏電阻阻值的變化導(dǎo)致運放輸入電壓變化，從而實現(xiàn)運放的翻轉(zhuǎn)控制PWM芯片的輸出，進而將模塊關(guān)閉。

2電路組成(原理圖)：

3工作原理分析(主要功能、性能指標及實現(xiàn)原理，關(guān)鍵參數(shù)計算分析)：

R99熱敏電阻是負溫度系數(shù)熱敏電阻，常溫時，R99=100k，R99與R94的分壓0.45V為U2運放的負輸入，遠低于運放的正輸入2.5V(R23與R97分壓)，因此運放的輸出是高電平，對LM5025的SS端無影響，模塊正常工作。

隨著基板溫度升高，R99電阻阻值減小，當減小到一定值時，使得運放的負輸入大于正輸入時，運放輸出低電平，將LM5025的SS拉低，從而關(guān)閉模塊輸出;溫度保護點可以適當調(diào)整R94，R23，R97的阻值而相應(yīng)地調(diào)整。

模塊關(guān)閉輸出后(過溫保護)，基板溫度會降低，R99阻值會增大，運放的負輸入會降低，為使運放的正常翻轉(zhuǎn)，引入電阻R98，原理是運放輸出低后，R98相當于與R97并聯(lián)，將運放的基準變低，拉開運放正負輸入的電壓間距，從而實現(xiàn)溫度回差。比如基板溫度90℃時保護，80℃時開啟。

4關(guān)鍵參數(shù)計算分析

4.1 運放正輸入電壓：VR97=Vref2=5/(1+R23/R97)=5/(1+10/10)=2.5V

4.2 運放負輸入電壓VR94+0.007=VR97=5*R94/(R99+R94)+0.007,

4.3 得出溫度保護時熱敏電阻的阻值：R99(t)=(Vref*R24/(Vref*R97/(R23+R97)-0.007))-R94

4.4 考慮容差時的計算見下表：

4.5 過溫保護時，R99的值

4.6 R99-SDNT2012X104J4250HT(F)是負溫度系數(shù)的熱敏電阻，25°C時100k，過溫保護時阻值10k左右(見上表)，計算溫度為：

Rt=R*e(B(1/T1-1/T2)) T1=1/(ln(Rt/R)/B+1/T2))

T2:常溫25°C，上式中T2=273.15+25=298.15;B：4250±3%;R：25°C時的電阻值，100k，計算出的T1值也是加了273.15后的值，因此下表中t1=T1-273.15，是攝氏度。 Rt：溫度變化后的阻值，10k，9.704k，10.304k，見上表

4.7 回差

運放輸出低后，電阻R98(51k)就并在R97上，將基準拉低，新的基準電壓 Vref1=Vref*(R98//R97)/(R23+R98//R97)=2.28V 達到2.44V時，R99的阻值R99=Vref*R94/Vref1-R94=11.9k R99達到10.49k時，溫度按下表計算

溫度回差=82.6-77.3=5.3℃

5電路的優(yōu)缺點

優(yōu)點: 溫度保護點及溫度回差很容進行調(diào)整

缺點： 溫度準確度偏低

電路比采用溫度開關(guān)略復(fù)雜

溫度保護時反映的是熱敏電阻附近的基板溫度，不能反映模塊的最高器件的溫度，不過這可以在設(shè)計時解決，比如基板溫度在90℃保護，實際板上器件最高溫度已達130℃，就可以適當調(diào)整溫度保護點，從而起到保護作用。

6應(yīng)用的注意事項

盡量將熱敏電阻放置在發(fā)熱器件附近。