升压转换器短路怎么办？看这一文4种短路保护总结

　　下图为升压转换器的简化原理图，由电容、电感、MOS 管和二极管构成的简单电路。经过控制占空比或者MOS管导通的时间百分比，通过闭合反馈环路来控制输出。

　　传递函数或者输入电压与输入电压之间的比率为Vout/Vin = 1/(1-D)。

　　其中 Vout 是输出电压，Vin是输入电压，D是占空比。真正的升压转换器会有一个PWM控制器芯片，但在下图中没明确显示。

　　这里必须要注意，如果升压转换器的输出端短路接地，则输入电压会通过电感和二极管短路接地，除了导线电阻和附加到输入电压的电源电流限制之外，无另外的因素限制流过的电流。

　　如果不采取一定的措施保护升压转换器，就有一定的概率会出现故障，并导致二极管、电感走线着火、熔化或者出现别的类型的灾难性故障。

　　这里说的关于保护策略是在电源和升压转换器之间引入一个开关，用于在发生短路负载情况时将升压转换器与电源断开。

　　该开关能轻松实现为MOS管、负载开关、具有内置保护开关的升压转换器集成电路或者保险丝。

　　添加到升压转换器前端的 MOS 可用于断开电源和升压转换器的连接。简化的原理图可以看下面 2 个图。

　　MOS管在大多数情况下要额外的电路来偏置栅极。N 沟道MOS管要求其栅极电压高于其源极端子。这在大多数情况下要栅极驱动器IC或者电荷泵。

　　升压转换器的简化原理图，在电源和升压转换器输入之间具有一个用于短路保护的 n 沟道 MOSFET

　　P 沟道MOS管要求将栅极拉至其源极端子以下，如果输入电压足够高，P沟道MOS管的栅极能打开MOS管。

　　升压转换器的简化原理图，在电源和升压转换器输入之间具有用于短路保护的 p 沟道 MOSFET

　　请注意，在两个原理图中，NOS管体二极管都从升压转换器指向电源，因此除非MOS管导通，否则电流会被阻断。为此应用MOS时，漏源电压额定值、RDS（ON）和栅极电压阈值是需要仔细考虑的重要数据。

　　漏源电压额定值应比最大输入电压高几个电压。通态电阻应该足够低，不会产生许多损失。

　　负载开关是集成附加电路的功率MOS管，其功能可能包括偏置MOS栅极的电荷泵和电平转换器。以及在电流过大时关闭开关的过流保护功能。

　　实用的升压转换器由调节功率转换的集成电路控制，其中一些升压转换器控制电路具有内置保护机制，例如负载开关，使用具有内置保护功能的控制器可简化设计，减少BOM数量并减少PCB占地面积。具有保护功能的升压转换器IC的包括：LM4510 和 TPS61080。

　　可以在升压转换器的输入或者输出上放置保险丝，以防止出现短路负载情况。有关如何完成操作的示例，请看下图。

　　升压转换器输入或输出上的保险丝保护。请注意，负载开关和 MOSFET 保护电路也可放置在升压转换器输出和负载之间，如图所示的熔断器保护电路。

　　这里依旧是建议使用上面的其他办法，因为带保险丝的设计挺麻烦。如果发生短路，保险丝将熔断并必须更换。如果转换器正常工作，使用额外保护MOS关、负载开关或者集成保护电路构建的电路将不要换掉任何组件。