折返限流电源适配器中的“锁定”

如图所示的负载线，对于电阻负载只有一个稳定工作点，如图中的P1点，它是某已给负载范围内的负载线与电源适配器V-I特性曲线的交点。图中所示为负载阻抗从较大向零变化的折返限流特性，该特性没有不稳定的区域也没有“锁定”，但是在有非线性负载的应用中，不会出现这种平滑的关断曲线。

在图中画出了R3（例如使用钨丝灯）的这种非线性负载线，表示了它与电源适配器折返限流特性的工作情况。

这里应该明白一件事：钨丝灯在刚通电时，由于钨丝的温度非常低，其电阻值非常小。因此在低的外加电压下就会有很大的工作电流。当电压和电流增大的时候，钨丝的温度和阻值会增大，同时工作点也会向大电阻的方向变化。在有源半导体电路中经常可以找到这种非线性特性。

要注意的一点是，这个非线性的负载线与电源适配器的折返特性曲线有三个交叉点，其中P1和P2点都是电源适配器的稳定工作点。当这样一个电源适配器负载第一次接通的时候，输出电压只是偏向在P2建立工作点，这时“锁定”就出现了。一个非常有趣的现象是，如果在接到电源适配器之前负载已经工作过，也许可以期望在P1点建立正确的工作点。然而P1点只对于先前工作过的钨丝灯而言是一个稳定工作点。如果钨丝灯第一次通电，那么在钨丝灯供电期间在P2点仍将出现“锁定”现象。这是由于钨丝灯在P2点的钨丝灯负载线的动态电阻小于电源适配器折返特性在相同点的动态电阻。因为P2点是一个稳定点，“锁定”现象也会一直出现，此例中的钨丝灯决不会达到充分点燃的状态。

有几种方法解决这个“锁定”。一种方法就是通过修改折返特性曲线，使其在钨丝灯负载线的非线性负载线的外部，见图的曲线B与C。这时特性曲线只在P1点提供一个稳定工作模式，然而，修改折返特性曲线就意味着，当处于短路状态时，输出电流增大，相应的调整品体管的功耗也会增加。这个功耗的增加也许不在电源适配器设计参数允许的范围内。基于这个原因，宁可采用更复杂的限流电路。这种方法是在负载开始通电期间改变限流特性曲线的外形，然后恢复到正常的折返特性曲线形状。

另外一种解决“锁定”的方法就是修改电灯的非线性负载线形状，例如给钨丝灯串联一个非线性的电阻来改变负载线形状。采用NTC（负温度系数热敏电阻）是非常适合的，因为当刚通电时，这个负载电阻较大，而处于正常工作状态的时候，其阻值会变小。NTC的电阻特性与钨丝灯的电阻特性是相反的，因此合成的电阻特性大致是线性的或过渡补偿的，合成的电阻特性见图所示。但是需要电源适配器提供一个稍微较高的电压来补偿NTC上的电压降

采用NTC是一个相对较好的方法。它不仅能解决“锁定”的问题，还能减小在接通钨丝灯瞬间在钨丝灯上形成的冲击电流。因此这种方法能有效地增加灯泡的寿命。

非线性负载一般以几种形式出现。一般来说，在电路用到了折返限流保护的场合中，任何在通电瞬间形成了大冲击电流的电路，都可能发生“锁定”现象。

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