DC-DC 转换器保护
出处:维库电子市场网 发布于:2023-09-18 16:53:55 | 526 次阅读
在输入和输出之间添加隔离可以打破接地环路,消除干扰源,并通过保护应用免受瞬态损坏来提高系统可靠性。消除电源反馈效应是 DC/DC 转换器保护的一个重要方面。例如,考虑重型直流电机速度控制器。速度控制器电路需要稳定、无噪声的电源来平稳调节电机速度,但电机汲取的高直流电流会产生显着的电压瞬变,该电压瞬变可能反馈到速度控制器调节电路中,导致抖动或不稳定。隔离式 DC/DC 转换器不仅为速度控制器电路提供稳定的低噪声电源,
然而,DC/DC 转换器也是由电子元件构成的,如果在其电压、电流和温度限制之外使用,这些电子元件就很容易出现故障,就像任何其他电子电路一样。本章研究了保护转换器本身免受损坏所需的保护措施。
4.2-反极性保护 DC/DC 转换器没有针对反极性连接的保护。交换 VIN+ 和 VIN- 端子几乎肯定会立即导致故障,因此必须小心确保所有输入连接器或电池连接均已极化。如果主电源是变压器,则整流故障可能会导致负向输出,进而导致 DC/DC 转换器发生故障。

反极性电流
DC/DC 转换器在反向极化时失效的主要原因是 FET 中的体二极管。该衬底二极管反向连接时会导通,并允许流过非常大的电流IR,这可能会导致初级侧元件的损坏。为了避免这种潜在的危险,有多种选择。4.2.1 串联二极管反接保护
保护DC/DC 转换器免受反接损坏的最简单方法是添加串联二极管。电路如图 4.2 所示。如果电源电压反向,则二极管D1阻止负电流流动,并且没有故障电流可以流过DC/DC转换器的输入电路。显然,通过用代替二极管,转换器将不受输入电压极性的影响而工作。
由于二极管两端的压降,串联二极管保护有一个缺点,特别是在低输入电压时。根据二极管的选择,预计正向压降为 0.2V 至 0.7V,相关功率损耗 = VF × IIN,这会降低转换效率和可用输入电压范围。如果输入电流为 1A,则 VF = 0.5V 的标准功率二极管会耗散 0.5W,大约相当于典型 15W 转换器耗散功率的四分之一,从而使整体效率降低 20%。
在某些应用中,二极管两端的压降是一个优势。拉力赛车通常使用 16V 电池来增加前照灯的亮度。交流发电机经过修改,可提供 11 – 20V 电??压,超出了标准 9 – 18V DC/DC 转换器的范围。通过串联使用三个二极管,可以降低有效输入范围以匹配标准 18V 输入电压范围。
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