折返限流電源適配器中的“鎖定”

如圖所示的負(fù)載線，對于電阻負(fù)載只有一個穩(wěn)定工作點(diǎn)，如圖中的P1點(diǎn)，它是某已給負(fù)載范圍內(nèi)的負(fù)載線與電源適配器V-I特性曲線的交點(diǎn)。圖中所示為負(fù)載阻抗從較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(fù)載的應(yīng)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(fù)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(yīng)該明白一件事：鎢絲燈在剛通電時(shí)，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(dāng)電壓和電流增大的時(shí)候，鎢絲的溫度和阻值會增大，同時(shí)工作點(diǎn)也會向大電阻的方向變化。在有源半導(dǎo)體電路中經(jīng)常可以找到這種非線性特性。

要注意的一點(diǎn)是，這個非線性的負(fù)載線與電源適配器的折返特性曲線有三個交叉點(diǎn)，其中P1和P2點(diǎn)都是電源適配器的穩(wěn)定工作點(diǎn)。當(dāng)這樣一個電源適配器負(fù)載第一次接通的時(shí)候，輸出電壓只是偏向在P2建立工作點(diǎn)，這時(shí)“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(fù)載已經(jīng)工作過，也許可以期望在P1點(diǎn)建立正確的工作點(diǎn)。然而P1點(diǎn)只對于先前工作過的鎢絲燈而言是一個穩(wěn)定工作點(diǎn)。如果鎢絲燈第一次通電，那么在鎢絲燈供電期間在P2點(diǎn)仍將出現(xiàn)“鎖定”現(xiàn)象。這是由于鎢絲燈在P2點(diǎn)的鎢絲燈負(fù)載線的動態(tài)電阻小于電源適配器折返特性在相同點(diǎn)的動態(tài)電阻。因?yàn)镻2點(diǎn)是一個穩(wěn)定點(diǎn)，“鎖定”現(xiàn)象也會一直出現(xiàn)，此例中的鎢絲燈決不會達(dá)到充分點(diǎn)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(fù)載線的非線性負(fù)載線的外部，見圖的曲線B與C。這時(shí)特性曲線只在P1點(diǎn)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(dāng)處于短路狀態(tài)時(shí)，輸出電流增大，相應(yīng)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(shè)計(jì)參數(shù)允許的范圍內(nèi)。基于這個原因，寧可采用更復(fù)雜的限流電路。這種方法是在負(fù)載開始通電期間改變限流特性曲線的外形，然后恢復(fù)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(fù)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(fù)載線形狀。采用NTC（負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻）是非常適合的，因?yàn)楫?dāng)剛通電時(shí)，這個負(fù)載電阻較大，而處于正常工作狀態(tài)的時(shí)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(bǔ)償?shù)模铣傻碾娮杼匦砸妶D所示。但是需要電源適配器提供一個稍微較高的電壓來補(bǔ)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(fù)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(hù)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。

電源適配器是充電器嗎?