基于MC3423的OVP反激式开关电源设计

1．3 输出过压保护电路设计

MC3423是实现OVP检测的专用芯片。MC3423一般和晶闸管(SCR)配合使用来构成过压保护电路(OVP)。OVP用于保护监视电路，以避免其由于过压或稳压器故障而造成损坏。当系统发生过压时，过压检测器将触发SCR导通而短路系统电源，迫使电源进入限流状态或通过烧断保险丝来断开系统供电。保护电压阈值可通过外接分压电阻来决定。为了避免被监视电压由于噪声而导致OVP误动。引起保护动作的最小持续时间可通过外接电容来调整。过压保护电路的作用是在输出电压超过设计值时，把输出电压限定在安全范围内。MC3423主要由两个比较器、一个内部基准电压发生器、一个恒流源电路和驱动三极管组成，MC3423的内部结构和引脚排列如图3所示。其引脚功能如下：

Vec：芯片供电端，电压为4．5～40 V；
    Sense 1：第一个比较器反相输入端，可通过分压电阻接被监视电压，引脚正常输出电压为2．3～2．8 V：
    Sense 2：第二个比较器同相输入端，与电流源输出脚(脚4)相连，引脚正常输出电压为2．3～2．8V；
    Current Source：电流源输出，引脚正常输出电流为0．1～0．3 mA；
    Remode Activation：远程作用输入，第二个比较器强制作用脚，引脚电压应大于14V；
    Indicator Output：过压指示，三极管集电极开路输出脚，使用时外接上拉电阻；
    VEE：接地端；
    Drive Output：过压输出驱动引脚；当检测到过压后，第8脚触发外接SCR导通，该引脚采用射随输出。

当输入超过MC3424的感应电压后，器件的过压保护输出引脚(8脚)将立即输出一个电压以触发SCR导通，以使大电流通过SCR，从而保护用电系统，基于MC3423的OVP电路有两种接法：

其一是当输出感应检测电压接Sense 1(2脚)时，3脚和4脚须短路，如检测到输出过压，8脚输出电压将触发SCR导通；

其二是当输出感应检测电压接Sense 2(3脚)时，3脚和4脚须断路，此时如检测到输出过压，8脚输出电压将触发SCR导通。

MC3423的OVP应用电路如图4所示。

该过压保护电路的输入可通过R1和R2分压后由Sense 1引脚输入，R2应小于10 kΩ，R2过大会引起电路漂移，R2通常可取2.7 kΩ；这样，根据阀值电压：，即可得出R1。图4中的Rg为SCR触发限流电阻(取RG=470 Ω)。可控硅采用2N6400，它的正向导通电流为16 A，浪涌电流为160 A，采用TO-220封装。

许多情况下，MC3423都用于噪声复杂的环境，为防止假过压保护而影响负载的正常运行，可利用MC3423具有的可编程延迟功能，来在MC-3423的3脚和4脚接陶瓷电容到地，并通过电容充放电来检测是否由噪声引起的过压保护。如果电容未放电完，过压状态已消失，即认定是由于噪声引起的过压，此时电路不产生动作。

2 磁路设计

高频电源变压器一般有功率传送、电压变换和绝缘隔离三个功能。功率传送有两种方式：第一种是变压器功率传送方式，即加在原边绕组的电压在磁芯中产生磁通变化，使副边绕组产生感应电压，从而使功率从原边传送到副边；第二种是电感器功率传送方式，也就是在原边绕组输入电能使磁芯激磁并转变为磁能储存起来，然后通过去磁使副边绕组感应电压，并变成电能释放给负载。高频变压器通过原边绕组和副边绕组匝数的不同，可实现原边和副边电压的隔离。

设计变压器时，第一步是计算变压器初级电感峰值电流。假设δmax=0．25，输入的交流最低电压为180 V，那么Vin min=180x1.4-22=230 V，22V为输出电压纹波和整流器的压降。则变压器初级峰值电流：，因此，其开关管可选择MTP3N60场效应管，它的VDS=600V、ID=3．9 A、Pt=100W、VGS=20V；

接下来第二步是确定最小占空比δmin，然后是计算变压器初级电感量，接着选择并确定磁芯及骨架尺寸，再计算空气隙Lg和变压器初级线圈的匝数L1，最后再计算各次级线圈的绕组。

作者：晏勇   来源：国外电子元器件