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定工作點，如圖中的P1點，它是某已給負載范圍內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，該特性沒有不穩定的區域也沒有“鎖定”，但是在有非線性負載的應用中，不會出現這種平滑的關斷曲線。

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”就出現了。一個非常有趣的現象是，如果在接到電源適配器之前負載已經工作過，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“鎖定”現象。這是由于鎢絲燈在P2點的鎢絲燈負載線的動態電阻小于電源適配器折返特性在相同點的動態電阻。因為P2點是一個穩定點，“鎖定”現象也會一直出現，此例中的鎢絲燈決不會達到充分點燃的狀態。

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，當處于短路狀態時，輸出電流增大，相應的調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允許的范圍內。基于這個原因，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，例如給鎢絲燈串聯一個非線性的電阻來改變負載線形狀。采用NTC（負溫度系數熱敏電阻）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的，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。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，都可能發生“鎖定”現象。

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