折返限流電源適配器中的“鎖定”

如圖所示的負載線，對于電阻負載只有一個穩(wěn)定工作點，如圖中的P1點，它是某已給負載范圍內(nèi)的負載線與電源適配器V-I特性曲線的交點。圖中所示為負載阻抗從最大向零變化的折返限流特性，該特性沒有不穩(wěn)定的區(qū)域也沒有“鎖定”，但是在有非線性負載的應用中，不會出現(xiàn)這種平滑的關(guān)斷曲線。

在圖中畫出了R3（例如使用鎢絲燈）的這種非線性負載線，表示了它與電源適配器折返限流特性的工作情況。

這里應該明白一件事：鎢絲燈在剛通電時，由于鎢絲的溫度非常低，其電阻值非常小。因此在低的外加電壓下就會有很大的工作電流。當電壓和電流增大的時候，鎢絲的溫度和阻值會增大，同時工作點也會向大電阻的方向變化。在有源半導體電路中經(jīng)常可以找到這種非線性特性。

要注意的一點是，這個非線性的負載線與電源適配器的折返特性曲線有三個交叉點，其中P1和P2點都是電源適配器的穩(wěn)定工作點。當這樣一個電源適配器負載第一次接通的時候，輸出電壓只是偏向在P2建立工作點，這時“鎖定”就出現(xiàn)了。一個非常有趣的現(xiàn)象是，如果在接到電源適配器之前負載已經(jīng)工作過，也許可以期望在P1點建立正確的工作點。然而P1點只對于先前工作過的鎢絲燈而言是一個穩(wěn)定工作點。如果鎢絲燈第一次通電，那么在鎢絲燈供電期間在P2點仍將出現(xiàn)“鎖定”現(xiàn)象。這是由于鎢絲燈在P2點的鎢絲燈負載線的動態(tài)電阻小于電源適配器折返特性在相同點的動態(tài)電阻。因為P2點是一個穩(wěn)定點，“鎖定”現(xiàn)象也會一直出現(xiàn)，此例中的鎢絲燈決不會達到充分點燃的狀態(tài)。

有幾種方法解決這個“鎖定”。一種方法就是通過修改折返特性曲線，使其在鎢絲燈負載線的非線性負載線的外部，見圖的曲線B與C。這時特性曲線只在P1點提供一個穩(wěn)定工作模式，然而，修改折返特性曲線就意味著，當處于短路狀態(tài)時，輸出電流增大，相應的調(diào)整品體管的功耗也會增加。這個功耗的增加也許不在電源適配器設計參數(shù)允許的范圍內(nèi)?；谶@個原因，寧可采用更復雜的限流電路。這種方法是在負載開始通電期間改變限流特性曲線的外形，然后恢復到正常的折返特性曲線形狀。

另外一種解決“鎖定”的方法就是修改電燈的非線性負載線形狀，例如給鎢絲燈串聯(lián)一個非線性的電阻來改變負載線形狀。采用NTC（負溫度系數(shù)熱敏電阻）是非常適合的，因為當剛通電時，這個負載電阻較大，而處于正常工作狀態(tài)的時候，其阻值會變小。NTC的電阻特性與鎢絲燈的電阻特性是相反的，因此合成的電阻特性大致是線性的或過渡補償?shù)?，合成的電阻特性見圖所示。但是需要電源適配器提供一個稍微較高的電壓來補償NTC上的電壓降

采用NTC是一個相對較好的方法。它不僅能解決“鎖定”的問題，還能減小在接通鎢絲燈瞬間在鎢絲燈上形成的沖擊電流。因此這種方法能有效地增加燈泡的壽命。

非線性負載一般以幾種形式出現(xiàn)。一般來說，在電路用到了折返限流保護的場合中，任何在通電瞬間形成了大沖擊電流的電路，都可能發(fā)生“鎖定”現(xiàn)象。

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