开关电源电路中过温保护电路热敏电阻电路分析及公式-竟业电子

   时间:2025/5/21      阅读:362   关键词:开关电源

用热敏电阻检测基板温度,热敏电阻阻值随基板温度变化而变化,热敏电阻阻值的变化导致运放输入电压变化,从而实现运放的翻转控制PWM芯片的输出,进而将模块关闭。

过温保护电路组成

开关电源电路中过温保护电路热敏电阻电路分析及公式

 

工作原理

R99热敏电阻是负温度系数热敏电阻

常温,R99=100kR99R94的分压0.45VU2运放的负输入,远低于运放的正输入2.5V(R23R97分压)

因此运放的输出是高电平,对LM5025SS端无影响,模块正常工作。

随着基板温度升高,R99电阻阻值减小

 

当减小到一定值时,使得运放的负输入大于正输入时,运放输出低电平,将LM5025SS拉低,从而关闭模块输出;

温度保护点可以适当调整R94R23R97的阻值而相应地调整。

模块关闭输出后过温保护,基板温度会降低,R99阻值会增大,运放的负输入会降低,为使运放的正常翻转,引入电阻R98

原理运放输出低后,R98相当于与R97并联,将运放基准变低,拉开运放正负输入的电压间距,从而实现温度回差比如基板温度90℃时保护,80℃时开启。

 

关键参数计算分析

运放正输入电压:

VR97=Vref2
=5/(1+R23/R97)=5/(1+10/10)=2.5V
 

运放负输入电压:
VR94+0.007=VR97=5*R94/(R99+R94)+0.007,
 

得出温度保护时热敏电阻的阻值:

R99(t)=(Vref*R24/(Vref*R97/(R23+R97)-0.007))-R94
 

过温保护时,R99的值

R99-SDNT2012X104J4250HT(F)
负温度系数的热敏电阻,25°C100k,过温保护时阻值10k左右(见上表),计算温度为:

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

T2:常温25°C,上式中T2=273.15+25=298.15;B4250±3%;R25°C时的电阻值,100k,计算出的T1值也是加了273.15后的值,因此下表中t1=T1-273.15,是摄氏度。Rt:温度变化后的阻值,10k9.704k10.304k,见上表。

 

回差

运放输出低后电阻R98(51k)就并在R97上,将基准拉低,新的基准电压
Vref1
=Vref*(R98//R97)/(R23+R98//R97)
=2.28V 达到2.44V

R99的阻值
R99=Vref*R94/Vref1-R94=11.9k R99
达到10.49k时,温度按下表计算

温度回差=82.6-77.3=5.3

 

电路的优缺点

优点: 温度保护点及温度回差很容进行调整

缺点:温度准确度偏低
 

电路比采用温度开关略复杂,温度保护时反映的是热敏电阻附近的基板温度,不能反映模块的最高器件的温度,不过这可以在设计时解决,比如基板温度在90℃保护,实际板上器件最高温度已达130℃,就可以适当调整温度保护点,从而起到保护作用。

 

应用的注意事项

尽量将热敏电阻放置在发热器件附近。

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