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开关电源

一、应用背景

开关电源在异常工作情况下会发生过热,严重时将会烧毁电源,甚至引发火灾。在电源设计过程中,过热保护功能是必须的也是非常重要的。特别是100W以上的大功率电源和户外LED灯、LED屏电源,因为自身发热厉害或者工作环境温度高,更需要设置过热保护。另外在散热环境不好的矿灯电源也需加上过热保护。


二、保护原理

温度开关是机械式的被动元件,主要设置在控制回路,通过内部的热敏感元件双金属片感应到外界温度后,产生形变,断开触点,电阻从50毫欧以内变化到无穷大,从而给到控制回路信号,IC或者MCU在收到信号后,通过MOS管或者其他执行元件再关断主回路电流,从而起到整机保护作用。当环境温度降低后,热敏感元件恢复到初始状态,触点重新闭合,给到控制回路50毫欧以内的阻值信号,执行机构再根据程序设置进行操作。


三、安装位置

  • 功率管附近:开关电源所有元器件中,功率管发热温度最高,通常工作温度不能超过130度,可以选用低于130度的温度开关,通过热缩套管把温度开关贴紧功率管,使其能较好传递热量;

  • 变压器:把温度开关贴近变压器线圈,使其充分感受线圈温度变化

  • PCB板上:选用带PIN脚的温度开关,插入PCB的孔中过波峰焊,使得温度开关可以感受电源内部的环境温度

  • 散热器:贴紧散热器表面,可以通过导热硅胶粘黏或者直接插入散热器槽中(需注意温度开关是否能和槽的内壁贴合紧密)

  • 机壳内壁:通过金属安装支架固定


四、选型

  • 体积:考虑到安装空间问题,有两个外壳尺寸的产品,大一些的型号为BW-BCP,尺寸为15X7X3.5mm。小一些的型号为BW-ECP 尺寸为12X5.5X2.4mm。在超薄电源中,由于安装空间有限,一般使用BW-ECP;

  • 电流:由于温度开关用于控制回路,通过温度开关的电流为毫安级别的信号电流,BW-BCP额定电流为5A,BW-ECP额定电流为2A, 均大于毫安级电流,所以两种型号都可以应用;

  • 保护温度:通常为85~130度,每5度一档,根据设计和安装位置选用不同的温度,如贴近功率管一般选择较高的125度、120度和115度,安装在外壳上的选用较低温度,85度或者90度等等

  • 触点开关形式:分为常闭、常开两种,常闭为初始状态触点闭合,到了保护温度触点断开。常开正好相反。根据设计选用不同的开关形式。

  • 常闭型号为BW-BCP和BW-ECP

  • 常开型号为BW-BOP和BW-EOP


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张嘉宏