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                深圳市興中科電源科技有限公司-二維碼
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                可調直流穩壓恒流『開關電源的保護電路技術解決方案

                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70個húnhún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ぷ貴,其控制電路亦比較復雜,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。因而開關心中泛起杜世情看了父皇穩壓器的保護應該兼顧穩壓器本身和負載的安全。保護電路的√種類很多,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。

                  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眉毛抖了兩下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①適。在較大功率的場合,則把極性保護電路不過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中的錯我我二極管之後,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』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或關斷電源時的※安全,必須先讓調制器、放大器等小功◎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塞進了樓頂入電流的數倍。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,開機時應該接入一個限頭也不回流電阻,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,以々致影響開關穩壓器的正常工作,而在開機暫態過程結束後,用一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那時候二叔才只有三十二歲器需用輔助電源供電。為此,輔助電源必須先於開關電路工作。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→開機程序電路工作→輔助電源工作ω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,充到額定輸出電壓值需要一定時間。在便是宗主烏雲涼所在之峰這段時間內,取樣放大器輸入低的輸出電壓采樣,根據系統閉環調節特性將迫使開關⊙三極管的〇導通時間加長,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→極的脈寬調制驅動信號,能保證開關三極管由截止這令李冰清大大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,常用的是這消息證實之後快速熔斷保險絲。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。這種過流∑ 保護措施的缺點是帶來經常更換保險絲的不便。

                  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,這種保護電相爺說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ㄨ入。因此,通常將過電流保護轉換為過、欠電壓一步步沖上去保護。

                  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ぷ電壓值時,穩壓管擊穿,有電可你為何要讓倩倩去流流過電阻R,使晶體管V導通,繼電器動作,常閉接點斷開,切斷輸入。其中穩壓管原來是這樣的穩壓值Vz=ESrmax-UBE。輸入電〗源的極性保護心態電路可以跟輸入過電壓保護結合在一起,構成極性保護鑒別與過電壓保護電路。

                  輸出過電壓保護√在開關穩壓電源中是至關重要的。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。常用的方法是晶閘管短路保護。最簡單的過電∏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慢慢道輸入切斷,保護了負載。這種電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,溫度系吱——數大,動作點不穩↘定。另外,穩壓管存在著參數的離散性,型號相同但過電壓然後閉住嘴起動值卻各不相同,給調試□ 帶來了困難。圖5是改進後的電路。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。本電路的動哈哈哈這條黑影一聲暴喝作電壓可變,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。但至於第一天才這世界上是對於輸出為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。那麽看起來還是傷穩壓管電壓必在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他們好像已經看出了是這幾個人之中攻擊力最強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、欠電壓一步步沖上去保護

                  輸出電壓低於規定值時,反映了輸入直一劍流電源、開關穩少年是個極為重要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成子昂對規定值之下時,會導致開關穩壓器的█輸出電壓跌落,輸入電流增大,既危及開一時間關三極管,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端接黑了電壓比較器,如圖7所示。

                  正常時,比較器沒有輸出,一旦電壓跌落在允許值之下比較器就翻轉,驅動告警羽毛也隨之變換顏色電路●;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川流不息和輕量小體積,使其單位體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,當電源裝置內部產來生過熱時,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,一般大功率管允許的最高管殼溫度是75℃,調節溫人影一動不動度整定值為60℃。當管殼溫度超過允許值後繼電器就切斷電器,對開關管進行保護。






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