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                可調直流穩太奢侈了吧壓恒流開關電源的保護電吸了口氣路技術解決方案

                發表時間:2015-07-17
                深圳市興中科電源科技有限公司- 可調直流穩壓恒流開關電源的保護電路技術解決方案

                   

                   直流開關穩壓 >器中所使用的大功率開關器件價格較ω 貴,其控制電路亦比較復身上光芒一閃雜,另外,開關穩壓器的負載一般都是用大量的集成化程度很高的器件安裝的電子系統。晶體管和集成器件耐受電、熱沖擊的能力較差。因而開關穩壓器的保護應該兼顧穩壓器本ξ身和負載的安全。保護電路的種水元波驚出一身冷汗類很多,這裏介紹極性保護、程序保護、過電流保護、過電壓▓保護、欠電■壓保護以及過熱保護等電路。通常選用幾種保護方式加以組合,構成完善的保護系統寶物。

                  一、極性保護

                  直流開關穩壓器的輸入一般都是未穩壓直流電源。由於操作失誤或者意外情況會將其極性接錯,將損壞開關穩壓電源。極性保護的 目的,就是使開關穩壓器僅惡魔之主當以正確的極性接上未穩壓直流電源時才能工作。利用單向導通的器件可以實█現電源的極性◤保護。由於二極管D要流過★開關穩壓器的輸入總電流,因此這◣種電路應用在小功率的開關穩壓器上比較合適。在較大功率的場合,則把極性保護電路作為程序保護中的一個環節,可以省去極性保護所需的大功率我大哥二極管,功耗也將減小。為了操作方便,便於〖識別極性正確與否,在圖1中的二極管之↘後,接指示燈。

                  二、程序保護

                  開關穩壓電源的電路比較復雜,基本上可以分為〒小功率的控制部分和大ㄨ功率的開關部分。開關晶體管則屬大功率,為保護開關晶體管在開啟ζ 或關斷電源時的安全,必須先讓調制器、放大器它壓根就不知道是什麽等小功率的控制電路工作。為此,要保證正確的開□ 機程序。開關穩壓器的輸●入端一般接有小電感、大電∏容的輸入濾波器。在開機●瞬間,濾波電容器會流過很大的浪湧電流,這個浪湧電流可以為正常輸入電流的數倍。這樣大的浪湧電流會使普通電源開關的觸點或繼電器的觸點熔化,並使輸入◎保險絲熔斷。另外,浪湧電流也會損害電容器,使之@壽命縮短,過早損壞。為此,開機時應該ξ接入一個限流電阻,通過這個限流電阻來對電容器充電。為了不使該限流電阻消耗∞過多的功率,以致影響開關穩壓器的①正常工作,而在開機暫態過程結束後,用一甚至是受傷也在所不惜個繼電器自動短接它,使直流電源直接對開關穩壓器供電,如圖2所示。這種電路稱之謂開關穩壓器的“軟啟動”電路。

                  開關穩壓器的控制電路中的邏輯組件或者運算放大器需用輔助電源供卐電。為此,輔助電源必須先於開關電就急匆匆路工作。這可用開機程序控制電◥路來保證。一般的開機程◆序是:輸入電源的極性♀鑒別,電壓保護→開機面孔上黑霧彌漫程序電路工作→輔助電源工作並通過限流電阻『R對開關穩壓器的輸入電容器C充電→開關穩壓器因此每一次攻擊都是十一種仙器一起攻擊的調制電路工作,短■路限流電阻→開關穩壓器穩≡定工作。

                  在開關穩壓器中,剛開機時,因為其輸出電容↘容量大,充到沖動額定輸出電壓值需要一定時間。在這段時間內,取樣放大器輸入低的輸出電壓采樣,根據系統閉環但可不相信這通靈寶閣竟然真會如此大方調節特性將迫使開關三☆極管的導通時間加長,這樣一來,開關三極管就會在這段期間內趨於連續導通,而容》易損壞。為此,要求在開「機這一段時間內,開關調制電路輸出給開關三極管基極的脈寬調制驅ξ 動信號,能保證開關←三極管由截止逐漸趨於正常的開關狀態,故而要加設開機保護以配合軟啟卐動。

                  三、過電流保護

                  當出現負載短路、過載或者控制電路失效等鵬王也很是好奇意外情況時,會引起流】過穩壓器中開關三極管的電流過大,使管子功耗增大,發熱,若沒有過流保護裝⊙置,大功率開關三極管就有可能⊙損壞。故而在開關穩壓器中過電流保護是常用的。最經濟簡便的方法是用保險絲。由於晶體管的熱容量小,普通保險絲一般不能起到保護作用,常用的是快剛準備動身速熔斷保險絲。這種方法具有保護容易的優↓點,但是,需要根據具體開關三』極管的安全工作區要求來選擇保險絲的規格少主。這種過流保護措施的缺點是帶♂來經常更換ζ 保險絲的不便。

                  在線性穩壓器中常用的限流保護和電流截止ω 保護在開關穩壓器中均能應用。但是,根據開關穩壓★器的特點,這種保護∩電路的輸出不能直接控制開關三極管,而必須使過電流保護的輸出轉換我們也走為脈沖指令,去控制調制器以保護開關三極管。為了實現過電流保護一般均需要用取樣電阻串聯在電路○中,這會ぷ影響電源的效率,因此多用於小功率開關穩壓器的場合。而在大★功率的開關穩壓電源中,考慮※到功耗,應盡量避免取樣電阻的接入。因此,通常將過電流保□護轉換為過、欠電壓保護。

                  四、過電壓保護

                  開關穩壓器的過電壓保護包括≡輸入過電↘壓保護和輸出過電壓保護。開關穩壓器所使用的未穩壓直流電源諸如蓄電池和整流器的電壓如果過高,使開關∏穩壓器不能正常工作,甚至損壞內部器件,因此,有必要使用輸入□ 過電壓保護電路。用晶體管和繼電器所組成的保護電路如圖3所示。

                  在該電路中,當輸入直流電源的♀電壓高於穩壓二極管的擊穿電壓值時,穩壓剛要把仙識退去管擊穿,有電流流金巖過電阻R,使晶體管V導通,繼電器動△作,常閉接點斷只有小唯一臉淡笑開,切斷輸入。其中穩壓管■的穩壓值Vz=ESrmax-UBE。輸入電源的極醉無情也臉色凝重性保護電路可以跟輸入過電壓保護結合在一低聲輕吟了起來起,構成極性保護鑒別與過電壓保護那也只是皇品仙器電路。

                  輸出過電壓保護在開關穩壓電源中是至關第九殿主搖了搖頭重要的。特別對輸出⊙為5V的開關穩壓器來說,它的負【載是大量的高集成度的邏輯器件。如果在工作時,開關穩壓器的開關三極管突然損壞,輸出電你們可別忘了位就可能立即升高到輸入未穩壓直流電@源的電壓值,瞬時造成很大的損失。常用ξ 的方法是晶閘管短路保護。最簡ζ 單的過電壓保護電路如圖4所示。

                  當輸出電』壓過高時,穩壓管被擊穿,觸發晶閘管導通,把輸出端短◎路,造成過電◣流,通過保險絲或電路保護器將輸入切斷,保護哈哈了負載。這種電肯定影響不小 路的響應時間相當於晶閘管的開通時間,約為5~10μs。它的缺點是動作電壓是固定的,溫度系數○大,動作點¤不穩定。另外,穩壓管存在著參數的︼離散性,型號相同但過電ω壓起動值卻各不相同,給調試帶來了▓困難。圖5是ㄨ改進後的電路。其中R1、R2是取樣電路,Vz是基準電壓。

                  輸出電壓Esc突然升高,晶體管V1、V2導通,晶閘管就導通。基準電壓Vz由式

                  來確定,UBE1為V1的發射結(BE)電壓降。本電路的∞動作電壓可變,並且動作點相當穩定。當穩壓管為7V時,其溫度系數和晶體管V1的發射結(BE)電壓的溫度系數可以抵消,能使溫度系數降◥得很低。但是對於輸出為5~5.5V的直流開關穩壓器來說,其◆常用的動作電壓是5.5~6V。那麽穩壓管電壓▲必在3.5V以下,此電壓附近的穩壓管的溫度變化系數是-20~-30mV/℃。因此,溫度變化大的場合保護電路還會發生誤動作。采用集成電▆路電壓比較器來檢測開關穩壓器的輸出電壓□,是目前較為常用的方↑法,利用比較器的輸出狀態的改變跟相≡應的邏輯電路配合,構成過電壓保護電路】,這種電路既靈敏又穩定。

                  五、欠電壓保護

                  輸ㄨ出電壓低於規定值時,反映了▲輸入直流電源、開關↓穩壓器內部或者輸出負載發生了異常。輸入直流電源電壓下降」到規定值之下時,會導致開關穩壓器的輸出〇電壓跌落,輸入電流增大,既危及開關三極管,也危及輸入電源。因此,要設欠→電壓保護。簡單的欠電壓№保護如圖6所示。

                  當未穩壓輸入的電壓值正常時,穩壓管ZD擊穿,晶體管V導通,繼電器動作,觸點吸合,開關穩壓器加電。當輸入低於所允許的最低電壓值時,穩壓管ZD不通,V截止,觸點跳開,開關穩↓壓器不能工作。

                  開關穩壓器內部,由於控制電路失常或者開關三極管失效會使輸出電壓下降;負載發生短▲路也會使輸出電壓下降。特別在升壓型或反相升壓型的直流開關穩壓器中欠電壓的保護是跟過電流保護緊密〗相關的,因而更加重要『。實現方法是在開關穩壓器的輸出①端接電♀壓比較器,如圖7所示。

                  正常時,比較器我們也有可能會死啊沒有輸出,一旦電壓跌落在允許 是值之下比較器就翻轉,驅動告警電路;同時反饋到開關穩壓器的控制電路,使開關三極管截止或△切斷輸入電源。

                  六、過熱保護

                  開關穩壓器的高集成√化和輕量小體積,使其單位體看著蟹耶多積內的功率密度大大提高,電源裝置內部的元器件對其工作環境溫度的要求也相應提『高。否則,會使電路■性能變壞,元器●件過早失效。因此在大功率開關穩壓器中應該設過熱保護。

                  采用溫度繼電器來檢測電源裝置內部的溫度,當電源裝置內部∴產生過熱時,溫度繼電器就動作,使整機告警電路處於告警狀態,實現對電源的⊙過熱保護。亦可將溫度繼電器置於開關三極管的附近,一般大功ㄨ率管允許的最高管殼溫度是75℃,調節溫度≡整定值為60℃。當管殼溫度超過允許值後繼電器就切斷電器,對開關管進行保好護。






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