对一个简单的峰值电流限制进行改进方法
电力电子技术中的短路保护方法有哪些
电力电子技术中的短路保护方法有哪些电力电子技术在现代工业和生活中扮演着至关重要的角色。
然而，由于电力电子设备的复杂性和高功率特性，短路事故可能会对设备和人员造成严重威胁。
为了保护设备和确保系统的稳定运行，研究人员和工程师们开发了各种各样的短路保护方法。
本文将介绍电力电子技术中常用的几种短路保护方法。
一、过电流保护方法过电流保护是一种常见且简单的短路保护方法。
当电力电子设备遭遇短路故障时，会出现过电流现象。
过电流保护方法通过监测电流的大小来判断是否存在短路。
当电流超过设定阈值时，过电流保护装置会迅速切断电路，以防止设备的进一步损坏。
常见的过电流保护装置包括熔断器和电子保险丝。
二、电压保护方法电压保护方法主要用于保护电力电子设备免受电压过高或过低的影响。
由于短路故障导致的电流突然变化，往往会引起电压的波动。
过高或过低的电压可能对电子元件造成损坏或系统运行不稳定。
一种常见的电压保护方法是安装过压和欠压保护装置。
当电压超过或低于设定阈值时，保护装置会切断电路以保护设备的安全运行。
三、过温保护方法在电力电子设备中，过温是另一个常见的故障原因。
过高的温度会导致元件老化、材料熔化或绝缘损坏，从而引发短路故障。
过温保护方法旨在监测设备的温度，并在达到设定温度时采取措施以保持设备的工作温度。
常见的过温保护方法包括温度传感器、风扇冷却和热敏开关等。
四、电流限制保护方法电流限制保护方法是一种通过限制电流大小来保护电力电子设备的方法。
当设备遭受短路故障时，电流会急剧增加，可能会对设备和系统造成伤害。
为了防止设备过载并限制电流峰值，电流限制保护方法通过降低电压或改变电路拓扑等方式来有效地控制电流大小。
五、瞬态保护方法电力电子设备往往会遭受来自电力系统的瞬态干扰，如电压尖峰、浪涌和谐波等。
这些瞬态干扰可能会导致设备短路或电子元件损坏。
瞬态保护方法旨在通过安装瞬态保护器件来吸收和降低瞬态干扰的峰值，以保护设备的稳定运行。
六、逻辑保护方法逻辑保护方法是一种基于设备的控制和逻辑判断的短路保护方法。
如何把电源的功率限制变为电流限制
如何把电源的功率限制变为电流限制
故障保护是所有电源控制器都有的一个重要功能。
几乎所有应用都要求使用过载保护。
对于峰值电流模式控制器而言，可以通过限制最大峰值电流来轻松实现这个功能。
在非连续反向结构中，为峰值电流设置限制可最终限制电源从输入源获得的功率。
但是，限制输入功率不会限制电源的输出电流。
如果出现过载故障时输入功率保持不变，则随着输出电压下降，输出电流增加（P=V*I）。
发生短路故障时，这会让输出整流器或者系统配电出现难以接受的高损耗。
本文利用一些小小的创新和数个额外组件，为您介绍如何对一个简单的峰值电流限制进行改进，将电源变为一个恒定电流源，而非一个恒定功率源。
图1对比了理想输出电压与恒定功率和恒定电流限制的电流。
这两种情况下，过载故障保护都在120%最大额定负载时起作用。
在一个使用功率限制的系统中，输出电流随负载增加电压反向而增加。
在现实系统中，有功率限制的反向控制器会在某个点关闭，原因是控制器的偏压损耗。
相比之下，一旦超出过载阈值，有电流限制的系统便会立刻关闭。
可以通过直接检测隔离边界二次侧的负载电流，实现电流限制。
但是，这样做需要使用更多的电路，效率降低，而且成本一般会高得离谱。
变压器原边第一个电流尖峰该如何消除
变压器原边第一个电流尖峰该如何消除如上图以最常见的反激电源为例只要实际测试过开关电源原边电感电流波形的工程师，都看到过图中的这样一个波形，电流线性上升之前会冒出一个尖峰电流，并且有个时候甚至比正常的峰值电流还要高。
这个尖峰是有害的。
1、就是由于这个尖峰的存在，开关电源芯片为了防止误触发加入了前沿消隐，如果太高还是有可能误触发。
2、这个尖峰（di/dt很大）对开关电源EMI影响不小。
3、这个尖峰电流会增大MOS开关管开通时的交越损耗，降低效率4、客户看着不爽，工程师自己看着也不爽所以我们希望它越小越好最好是没有。
要降低这个尖峰就必须知道他的来源对于这个下面我来分享一下我的看法，如有错误还请指出。
对于反激拓扑中，在MOS管开启的那一瞬间，有2条实际接了线的路径，一条是驱动那边，另一条是mos的漏原极到电感，最后一个就是副边电流通过变压器耦合过来的。
1、MOS管开启时驱动电流由G流到S到地这条路径是有电流的（驱动电路上有驱动电阻限制驱动电流的这个电流不大）；2、另外一条通路从MOS下来的，从表面上看这条通路连接电感，电感上的这个电流实际上就是主电流是从0缓慢（相对于尖峰电流）上升的，但别忘了还有一个隐藏的通路就是变压器原边绕组是有寄生电容的（层间电容和匝间电容），这个寄生电容里面存储的电量瞬间由MOS到地放出，会产生一个较大尖峰电流。
3、还有一个就是从副边耦合过来的电流，我们都知道副边整流二极管从导通（正偏）到反偏的这个过程中二极管有一个反向恢复电流。
这个反向恢复电流是通过二极管和变压器副边绕组的，它会通过耦合折射到原边绕组上的（注意：在DCM下没有反向恢复电流）。
在反向电场作用下，Ｐ区电子被拉回Ｎ区，Ｎ区空穴被拉回Ｐ区，形成反向漂移电流IR，如下图所示；经过分析之后，这个尖峰电流由3部分组成：1、驱动电流（很小）2、原边绕组寄生电容通过MOS瞬间释放电流3、副边二极管反向恢复电流（DCM无反向恢复电流）好了我们知道主要是有2、3引起的这个电流，我们就可以对症下药了。
宿舍限制大功率电器的原理及破解方案的探究 (1)
可能大家最近都感觉到了，宿舍里6台电脑同时工作一切ok，但是用一个小小的电吹风，电表就跳闸了。
电脑的电源都是250W～400W的，6台电脑功率之和绝对在一个电吹风之上，但为什么可以带6台电脑同时工作但不能接入一个300W的电吹风呢？两者有什么不同呢？我们平时使用的最多的加热装置就是热得快、电吹风，它们的工作原理就是电流流过电阻丝，电阻丝发热来烧水。
对于220V电网来说，这类负载相当于一个纯电阻接到电网里，学过电路的同学都知道，交流220V加到电阻上，其两端的电压波形和流过电阻的电流波形是同相的，也就是说，两者相位差是0。
这类负载我们称之为纯电阻性负载。
计算机相当于什么负载呢？计算机的电源对于电网来说，就是电网的一个负载。
计算机的电源是开关电源（注意，这可不是有开关的电源哦），属于非线性负载（也叫整流性负载）。
开关电源的原理是先把220V/50hz交流电整流为高压直流，再把高压直流逆变为高压高频交流，再通过高频变压器降为低压高频交流，再转为低压直流输出，这种电源的效率要比传统稳压器高得多。
把计算机的开关电源当做220V电网的一个负载，这种负载在220V市电输入端看来等效于一个容性负载，虽然它的电压波形还是正弦波，但是它的电流波形已经畸变了，不再是规则的正弦波，而是接近脉冲波的波形（其实这种非线性负载才是对电网有危害的恶性负载，会给电网带来高次谐波）。
据本人推测，由于饮水机是属于纯电阻性负载，而广院的饮水机加热功率通常是550W，学校为了保证饮水机使用，应该是把纯电阻性负载的功率限制在了550W上下。
那么电表如何识别这两种负载呢？方法有很多种，但都是通过单片机+AD转换器，对220V 输出端的电压电流的波形实时采样，然后编制相应的程序，通过算法，判断这两种负载的功率各占多大的比例，仅仅限制纯电阻性负载的接入，或者是检测总电流，限制总功率。
鉴于本文是发表在非专业论坛，就不详细描述判断过程了。
对于部分目前广泛使用的监视平均功率的电表，用一只整流二极管或快恢复二极管（反向耐压值450V以上，最大电流6A以上，为安全起见，留有一定裕度）串联在热得快上，相当于半波整流，减少了一半的电压，那么根据P=(U^2)/R,(1000W的热得快电阻为50欧姆左右)。
降低电磁干扰的几种措施
降低电磁干扰的几种措施凌力尔特公司产品市场工程师Greg Zimmer引言硅振荡器具有多种用途，自推出以来已经用于所有类型的时钟应用。
这种振荡器无需晶体或陶瓷谐振器以及无需采用外部电阻和电容器确定时间常数，就可产生精确的方波信号。
这种固态器件具有卓越的抗环境干扰特性，如固有的抗冲击、抗震动和抗加速度特性，此外，其工作温度范围为 -40o C 至 125o C。
硅振荡器的输出频率范围为 1kHz 至 170MHz，启动速度总是很快，功耗低，占板面积仅为 2mm x 3mm。
因为硅振荡器是可编程的，所以能用多种相位以智能方式控制这种振荡器的时钟频率。
基于这一事实，凌力尔特公司开发了两种硅振荡器，这两种器件专门为最大限度地降低开关稳压器的电磁干扰（EMI）而设计，通过巧妙地利用开关的时钟达到了降低电磁干扰的目的。
开关稳压器的使用日益广泛，这是因为与线性稳压器相比，开关稳压器在占用空间和工作效率上更有优势。
但是开关稳压器有一个缺点，这就是可能产生电磁干扰。
降低开关稳压器电磁干扰的传统方法有接地、屏蔽和滤波，以此抑制开关电流产生的辐射。
其他一些电磁干扰性能的改进可以通过直接改变开关电流幅度和频率来实现。
尤其是多相同步和扩展频谱频率调制（SSFM），这是两种减轻电磁干扰的有力武器，凌力尔特公司的 LTC6902 和 LTC6908 就采用了这两种方法。
多相同步开关稳压器中的电流波形是不规则变化的，产生的电磁干扰集中在开关频率附近。
采用多个不同相的开关而不是单个开关可以降低峰值电流，从而降低电磁干扰。
这种相位同步是通过采用单个时钟信号并在每個稳压器之间设置相移实现的。
相位同步方法错开了每个开关的接通时间，这样在以前存在死区的地方就总会有输入电流。
图 1 显示了以 200kHz 单个时钟工作的两个开关稳压器产生的峰值输入电流。
给第二个稳压器的时钟设置 180o相移，结果在两倍频率（400kHz）上产生了较小的峰值电流，因此产生了较小的峰值电磁干扰。
ncp1251中文手册
NCP1251电流控制型离线电源pwm控制器NCP1251是一块高度集成的pwm控制器芯片，它能够提供高性能的离线电源，而采用的是TSOP-6型小尺寸封装。
NCP1251采用峰值电流控制模式，控制器的工作频率为65k-100khz而且能提供高达28v的电源。
当副边功率开始下降时，控制器自动将开关频率阻塞到最低频26khz，如果功率继续降低，控制器会自动跳频以限制峰值电流。
当轻载时，过功率保护（opp）是很难实现。
芯片内部集成的opp使得仅仅增加两个外部的电阻就可以实现最大输出功率而不影响其它功能。
还有一个过压保护（ovp）的锁存器也连接在同一个引脚上。
为了芯片更方便的使用，芯片内部还集成了一个监测VCC的过压保护自动恢复装置，这对于光耦合器的损坏以及不良的开环运行等故障是一个有效的保护。
最后，一个基于计时器的短路保护为芯片提供了最好的保护策略，能够使用户准确的选择保护点，而不用考虑辅助绕组和功率绕组间的疏耦合。
特点固定频率65k-100khz的电流控制模式内部含可调的opp电路轻载时频率阻塞到26khz低频或者跳频内置斜坡补偿内置4ms固定软启动基于100ms计时器的短路保护自动恢复正常频率模式和阻塞频率模式的跳变可选择自动恢复或者锁存短路保护过压保护输入端以提高稳定性高达28v vcc供电供电电源VCC的过压保护自动恢复300mA/-500mA的电流源/沉能力高压线上低于100mW的待机功率EPS 2.0兼容无铅器件典型应用：电视机、机顶盒和打印机的Ac-dc变换器笔记本和上网本的离线适配器典型应用例子使用信息介绍NCP1251采用的是标准的电流控制模式，开关管的关断是由峰值电流设定点决定。
这个芯片实现了结构简单，器件数小，成本效率高等主要因素，尤其适合在低成本ac-dc适配器和开放结构供电电源等应用中。
NCP120X系列芯片成功的基础上，NCP1251封装了现代电源设计中所需要的所有必需的部分，在某些部分进行加强，例如：非耗散性OPP。
功率因数校正
功率因数校正摘要：提高功率因数是开关电源一个重要指标，由UC3854构成的控制电路有电路简单、成本低、功率密度高，在中小功率场合得到了广泛应用。
关键词：功率因数乘法器UC3854引言国际标准IEC555――2中关于谐波限制标准和电磁兼容（EMC 法规对传统采用的桥式整流和大电容量滤波电路从工频市电变换为直流电源的方法提出了限制。
这是因为该交流/直流变换方式不仅输出电压极不稳定，效率很低，负载功率被限制在2KW以下，而且更主要的是会导制交流输入电流波形出现严重畸变，功率因数在0.7以下。
随着绿色电子产品的发展，近年来功率因数校正(PFC)技术获得了广泛的应用。
象开关电源、电子镇流器和变频调速器等产品，采用PFC技术日益成为强制性的要求。
第一章有源功率因数校正技术1.1：有源功率因数校正电路组成有源功率因数校正APFC是抑制电流谐波，提高功率因数最有效的方法，其原理框图如图1所示。
交流输入电压经全波整流后，再经DC/DC变换，通过相应的控制使输入电流的平均值自动跟随全波整流电压基准，同时保持输出电压稳定。
APFC电路有两个反馈控制环：输入电流环使DC/DC变压器的输入电流与全波整流电压波形相同，输出电压环使DC/DC变换器的输出电压稳定。
1.2: 主电路的拓扑结构APFC的主电路拓扑结构采用DC/DC开关变换器。
其中升压式(BOOST)变换器由于电感连续、储能电感也作滤波器抑制RFI和EMI噪声、电流波形失真小、输出功率大及共源极使驱动电路简单等优点，常常作为主电路的拓扑形式。
第二章1800W 100KH PFC 电路设计(原理图见附图)2.1: 性能指标输入：AC220V±15% 50±2HZ输出功率：POUT=1800W输出电压：V OUT=400V开关频率：F S=100KH。
2．2: 主电路的设计1．电感的设计电感在PFC电路设计中相当重要，它决定了输入电流中高频纹波电流的多少。
电压、电流的反馈控制模式
电压、电流的反馈控制模式电压、电流的反馈控制模式现在的高频开关稳压电源主要有五种PWM反馈控制模式。
电源的输入电压、电流等信号在作为取样控制信号时，大多需经过处理。
针对不同的控制模式其处理方式也不同。
下面以由VDMOS开关器件构成的稳压正激型降压斩波器为例，叙述五种PWM反馈控制模式的进展过程、基本工作原理、电路原理暗示图、波形、特点及应用要｀氪，以利于挑选应用及仿真建模讨论。
（1）电压反馈控制模式电压反馈控制模式是20世纪60年月后期高频开关稳压电源刚刚开头进展而采纳的一种控制办法。
该办法与一些须要的过电流庇护电路相结合，至今仍然在工业界被广泛应用。
如图1（a）所示为Buck 降压斩波器的电压模式控制原理图。
电压反馈控制模式惟独一个电压反馈闭环，且采纳的是脉冲宽度调制法，即将经电压误差放大器放大的慢变化的直流采样信号与恒定频率的三角波上斜坡信号相比较，经脉冲宽度调制得到一定宽度的脉冲控制信号，电路的各点波形如图1（a）所示。
逐个脉冲的限流庇护电路必需另外附加。
电压反馈控制模式的优点如下。
①PWM三角波幅值较大，脉冲宽度调整时具有较好的抗噪声裕量。
①占空比调整不受限制。
①对于多路输出电源而言，它们之间的交互调整特性较好。
①单一反馈电压闭环的设计、调试比较简单。
①对输出负载的变化有较好的响应调整。
电压反馈控制模式的缺点如下。
①对输入电压的变化动态响应较慢。
当输入电压骤然变小或负载阻抗骤然变小时，由于主电路中的输出电容C及电感L有较大的相移延时作用，输出电压的变小也延时滞后，而输出电压变小的信息还要经过电压误差放大器的补偿电路延时滞后，才干传至PWM比较器将脉宽展宽。
这两个延时滞后作用是动态响应慢的主要缘由。
①补偿网络设计原来就较为复杂，闭环增益随输入电压而变化的现象使其更为复杂。
①输出端的LC滤波器给控制环增强了双极点，在补偿设计误差放大器时，需要将主极点低频衰减，或者增强一个零点举行补偿。
①在控制磁芯饱和故障状态方面较为棘手和复杂。
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对一个简单的峰值电流限制进行改进方法
故障保护是所有电源控制器都有的一个重要功能。
几乎所有应用都要求使用过载保护。
对于峰值电流模式控制器而言，可以通过限制最大峰值电流来轻松实现这个功能。
在非连续反向结构中，为峰值电流设置限制可最终限制电源从输入源获得的功率。
但是，限制输入功率不会限制电源的输出电流。
如果出现过载故障时输入功率保持不变，则随着输出电压下降，输出电流增加（P=V*I）。
发生短路故障时，这会让输出整流器或者系统配电出现难以接受的高损耗。
本文利用一些小小的创新和数个额外组件，为您介绍如何对一个简单的峰值电流限制进行改进，将电源变为一个恒定电流源，而非一个恒定功率源。
图1对比了理想输出电压与恒定功率和恒定电流限制的电流。
这两种情况下，过载故障保护都在120%最大额定负载时起作用。
在一个使用功率限制的系统中，输出电流随负载增加电压反向而增加。
在现实系统中，有功率限制的反向控制器会在某个点关闭，原因是控制器的偏压损耗。
相比之下，一旦超出过载阈值，有电流限制的系统便会立刻关闭。
可以通过直接检测隔离边界二次侧的负载电流，实现电流限制。
但是，这样做需要使用更多的电路，效率降低，而且成本一般会高得离谱。
图2 显示了移动设备充电器所使用的一个5V/5W 非连续反向电源的原理图。
在范例中，我们使用了UCC28C44 控制器，它是大多数经济型峰值电流模式控制器的代表，拥有功率限制功能。
在非连续反向结构中，如果忽略效率影响，可使用方程式1 计算负载功率（P）的大小。
由于变压器电感（L）和开关频率（f）均固定不变，因此可以通过控制峰值一次电流（IPK）对输出电压（VOUT）进行调节。
随着输出电流（IOUT）增加，电压开始下降，但是反馈环路要求更高的峰值电流来维持电压调节。
在反向转换器内部，引脚1（COMP）的反馈电压与峰值电流比较。
通过R15 检测该峰值。