直流保护电路

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直流电源过电压过流保护电路

直流电源过电压过流保护电路

直流电源过电压、欠电压及过流保护电路该保护电路在直流电源输入电压大于30V或小于18V或负载电流超过35A时,晶闸管都将被触发导通,致使断路器QF跳闸。

图中,YR为断路器QF的脱扣线圈;KI为过电流继电器。

带过流保护的电动自行车无级调速电路图中,RC为补偿网络,以改善电动机的力矩特性。

具体数值由实验决定。

电路如图16-91所示。

它适用于电动自行车或电动三轮车。

调节电位器RP,可改变由555时基集成电路A组成的方波发生器的方波占空比,达到调速的目的。

Rs是过电流取样电阻,当电动机过载时,Rs上的压降增大,使三极管VTz导通,触发双向晶闸管V导通,分流了部分负载,从而保护了功率管VTi。

过流保护用电子保险的制作电路图本电路适用于直流供电过流保护,如各种电池供电的场合。

如果负载电流超过预设值,该电子保险将断开直流负载。

重置电路时,只需把电源关掉,然后再接通。

该电路有两个联接点(A、B标记),可以连接在负载的任意一边。

负载电流流过三极管T4、电阻R10和R11。

A、B端的电压与负载电流成正比,大多数的电压分配在电阻上。

当电源刚刚接通时,全部电源电压加在保险上。

三极管T2由R4的电流导通,其集电极的电流值由下式确定:VD4=VR7+0.6。

因为D4上的电压(VD4)和R7上的电压(VR7)是恒定的,所以T2的集电极电流也是恒定。

该三极管提供稳定的基极电流给T3,因而使其导通,接着又提供稳定的基极电流给T4。

保险导电,负载有电流流过。

当电源刚接通时,电容器C1提供一段延时,从而避免T1导电和保持T2断开。

保险上的电压(VAB)通常小于2V,具体值取决于负载电流。

当负载电流增大时,该电压升高,并且在二极管D4导通时,达到分流部分T2的基极电流,T2的集电极电流因而受到限制。

由此,保险上的电压进一步增大,直到大约4.5V,齐纳二极管D1击穿,使T1导通,T2便截止,这使得T3和T4也截止,此时保险上的电压增大,并且产生正反馈,使这些三极管保持截止状态。

dcdc电路

dcdc电路

dcdc电路1. 什么是DC-DC电路?DC-DC电路(直流到直流电路)是一种将直流电源的电压进行转换的电子电路。

它可以将一个直流电压转换为另一个更高或更低的直流电压,同时也能够进行电压的稳定化和过载保护。

相比于传统的变压器-整流器-滤波器的方式,DC-DC电路更加高效,并且体积更小。

在很多电子设备中常常会使用到DC-DC电路。

2. DC-DC电路的原理DC-DC电路的核心原理是利用电感和电容器来储存和释放电能,从而改变直流电压的大小。

•降压DC-DC电路:也称为BUCK电路,采用开关器件(如MOSFET)控制输入电压通过功率电感的间断,间接地改变输出电压大小。

•升压DC-DC电路:也称为BOOST电路,利用电容器储存输入电流,然后通过开关器件的控制,将储存的电能释放为更高的输出电压。

3. DC-DC电路的工作模式DC-DC电路可以分为脉宽调制(PWM)模式和脉冲频率调制(PFM)模式两种工作模式。

•PWM模式(脉宽调制):控制器根据输入电压和输出电压之间的差异,调整开关器件的导通时间和断开时间,以维持输出电压的稳定。

•PFM模式(脉冲频率调制):控制器根据输出电压的大小调整开关器件的工作频率,以实现更高的效率和更低的功耗。

4. DC-DC电路的应用DC-DC电路在很多领域都有广泛的应用。

•电子设备:手机、平板电脑、电视机等消费电子产品中的电源管理模块常常会使用DC-DC电路。

•电力系统:电池组、太阳能电池等需要将直流电压转换为其他电压的系统中也需要使用DC-DC电路。

•汽车电子:汽车中的电子设备和控制系统需要通过DC-DC电路来提供稳定的电源。

5. DC-DC电路的优势相比于线性稳压器,DC-DC电路有以下优点:•更高的效率:DC-DC电路利用开关器件进行电能转换,效率可以高达90%以上,远高于线性稳压器的效率。

•更小的体积:DC-DC电路由于采用开关器件,可以采用更小尺寸的元件,从而实现更小体积的设计。

几种直流供电防反接保护电路的分析

几种直流供电防反接保护电路的分析

电力电子 • Power Electronics216 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering 【关键词】防反接 二极管 MOS 管 继电器直流供电设备的输入反接保护有很多方式可以实现,比如选择具备防插错功能的接插件可以在结构设计层面避免反接,但在很多场合中还是在电路设计中加入防反接电路的更具有可行性。

防反接电路必须具备电路简单可靠性高,成本低廉,本文对目前常用的几种防反接电路进行对比分析,对每种电路适用的场合作出了说明。

1 串联二极管防反接在电路中串联二极管是最为简单可行的方法之一,此方法利用二极管的单相导通性实现电路的防反接,当输入接反时,电路不导通。

在实际应用中,根据输入电压范围和额定电流选择合适的二极管,需要注意在电流较大的情况下二极管的功率和散热。

例如,当电路额定电流为5A 时,二极管的功耗为P=0.7*5=3.5瓦,就算选用压降为0.3V 的肖特基二极管功耗也有1.5瓦。

2 并联二极管防反接此防反接电路采用了一个保险丝和一个反向并联的二极管,电源极性正确,电路正常工作时,由于负载的存在电流较小,二极管处于反向阻断状态,保险丝不会被熔断,如图1 所示。

当电源接反时,二极管导通,此时的电流比较大,就会将保险丝熔断,从而切断电源的供给,起到保护负载的作用。

在选择二极管时需要注意选择合适的反向耐压值。

其优点是保险丝的压降很小,不存在发热问题,成本不高。

但是一旦接反需要更换保险丝,操作比较麻烦。

3 整流桥防反接在直流供电输入端加整流桥,输入的正负端接整流桥的两个AC 端,整流桥的输出端再接入电路的输入端。

在这种情况下,不论直几种直流供电防反接保护电路的分析文/王勤流输入的正负如何接,经过整流桥后输出的电压极性都是正确的,电路都可以正常工作。

但是电路中就会有两个二极管同时在工作,功耗为方案1的2倍,所以在选择整流桥时要注意电压和电流参数。

大功率直流电机过流保护电路图

大功率直流电机过流保护电路图

大功率直流电机过流保护电路图
大功率电机过流保护电路如图所示,Ro为电流取样电阻。

为了防止电机在启动时产生的大电流造成电路的误动作,由Cl、Rl、RPl及与非门l组成了开机保护延时电路。

电机开始启动时,Cl上无电压,此时与非门1输出低电平,与非门3则输出高电平,使VT2处于截止状态,继电器Kl不工作,其触点仍保持常闭状态,直流电机可获得正常供电。

当Cl的端电压逐渐升高到一定值时,与非门1发生翻转,输出端变为高电平,开机保护启动电路结束工作,此后与非门3的输出状态则由RP2、R2、VTl及Ro等组成的电流检测电路控制。

直流过压保护电路

直流过压保护电路

直流过压保护电路
 直流过压保护电路
 笔者介绍附图所示的电源,不仅可用于仪表电路,也可用于视频或功率小于50W的音频放大器。

 工作原理:该电源电路简单,它用变压器T把市电220V降压为30V,该低压经D1~D4整流,再用C1、C2的大容量电解电容器4700μF滤波,结果在A点可获得纹波很低的直流(DC)电压。

电路的稳压部分是一种串联的稳压器,其中三端稳压器IC1(LM7805)的输出供给稳压器输出管(大功率三极管T)基极的基准参考电压。

IC1的公共端又外加稳压管ZD1和LED(红色)作偏置电压,结果稳压器的输出直流电压可达+12.2V。

直流电源过电压过流保护电路

直流电源过电压过流保护电路

直流电源过电压、欠电压及过流保护电路该保护电路在直流电源输入电压大于30V或小于18V或负载电流超过35A时,晶闸管都将被触发导通,致使断路器QF跳闸。

图中,YR为断路器QF的脱扣线圈;KI为过电流继电器。

带过流保护的电动自行车无级调速电路图中,RC为补偿网络,以改善电动机的力矩特性。

具体数值由实验决定。

电路如图16-91所示。

它适用于电动自行车或电动三轮车。

调节电位器RP,可改变由555时基集成电路A组成的方波发生器的方波占空比,达到调速的目的。

Rs是过电流取样电阻,当电动机过载时,Rs上的压降增大,使三极管VTz导通,触发双向晶闸管V导通,分流了部分负载,从而保护了功率管VTi。

过流保护用电子保险的制作电路图本电路适用于直流供电过流保护,如各种电池供电的场合。

如果负载电流超过预设值,该电子保险将断开直流负载。

重置电路时,只需把电源关掉,然后再接通。

该电路有两个联接点(A、B标记),可以连接在负载的任意一边。

负载电流流过三极管T4、电阻R10和R11。

A、B端的电压与负载电流成正比,大多数的电压分配在电阻上。

当电源刚刚接通时,全部电源电压加在保险上。

三极管T2由R4的电流导通,其集电极的电流值由下式确定:VD4=VR7+0.6。

因为D4上的电压(VD4)和R7上的电压(VR7)是恒定的,所以T2的集电极电流也是恒定。

该三极管提供稳定的基极电流给T3,因而使其导通,接着又提供稳定的基极电流给T4。

保险导电,负载有电流流过。

当电源刚接通时,电容器C1提供一段延时,从而避免T1导电和保持T2断开。

保险上的电压(VAB)通常小于2V,具体值取决于负载电流。

当负载电流增大时,该电压升高,并且在二极管D4导通时,达到分流部分T2的基极电流,T2的集电极电流因而受到限制。

由此,保险上的电压进一步增大,直到大约4.5V,齐纳二极管D1击穿,使T1导通,T2便截止,这使得T3和T4也截止,此时保险上的电压增大,并且产生正反馈,使这些三极管保持截止状态。

无刷直流电机的保护电路

无刷直流电机的保护电路

无刷直流电机的保护电路摘要:为了使无刷直流电机长期稳定运行,采用加保护电路的方法使其正常工作,保护电路主要由欠压保护、过流保护、短路保护等组成,在软件里设置电压、电流的阈值,直接对电压、电流进行检测并产生相应的保护,以免对电路和电机造成损害,并且做了相应的欠压、过压、过流测试实验。

实践应用表明,该设计的几种方案切实可行,能够在异常情况下及时对电机做出保护动作。

关键词:无刷直流电机;欠压保护;过压保护;过流保护0 引言电机广泛应用于人们的生产、生活及科研等各个领域,因此各种类型的电机保护装置应运而生,如欠压保护、过压保护及过流保护等。

这些保护装置相互独立,不仅安装麻烦,总体生产成本高,而且在电机正常运行过程中,还要消耗一定的电能,造成能源浪费。

其实,上述保护装置,归根到底都是预防电机因自身过热而烧毁。

本文给出几种电机的保护方案,它不仅响应速度快,控制可靠,而且大大地降低了保护装置的生产成本。

该保护电路与传统的保护电路相比,省去了热继电器、交流接触器等保护装置的能耗,与电机为一体。

经测试验证,效果良好。

1 电流检测原理要实现过流保护,首要的任务是检测电机的电流。

通常有2种检测电流的方法:(1)小阻值无感采样电阻。

通常采用康铜丝或者贴片件,这是一种廉价的方案,但是要注意采样电阻阻值的选取,功率要足够大,同时电阻的电感要小,以排除感抗在电阻两端引起的电压降。

(2)霍尔电流传感器。

适合驱动开发,采用LEM公司的LA28-NP霍尔电流传感器的电流测量,它的优点是精度高,可靠性高。

在电流采样的位置上也有2种方法可以选择:(1)相电流采样。

将采样电阻或者霍尔电流传感器置于每一相,假设三相电流分别为ia,ib和ic,又因为无刷电机的三相电流有如下关系:ia+ib+ic=0,所以只要检测出无刷电机中两相电流就可以得到另一相的电流信息。

(2)母线电流采样。

一般是将采样电阻或者电力传感器置于母线负侧进行电流采样。

下面介绍一种基于LEM霍尔电流传感器采样母线电流的方法,该方法精度高,可靠性高。

直流线路保护的原理是什么

直流线路保护的原理是什么

直流线路保护的原理是什么直流线路保护是指在直流电力系统中,通过各种保护装置和控制策略,实现对直流电力线路的安全可靠运行的一种措施。

直流线路保护的原理是通过检测和快速切除故障电流,以保护线路的设备和保证电力系统的安全运行。

下面我将详细介绍直流线路保护的原理及其主要保护装置。

一、直流线路的故障类型直流电力系统中的故障可以分为短路故障和地线故障两种类型。

短路故障是指直流系统中两个相间点之间出现的故障,常见于连接线路的绝缘损坏或设备内部元件故障;地线故障是指直流系统中任意一个相间点与地之间出现的故障,常见于设备绝缘损坏或设备与地之间的可控的接触。

二、直流线路保护的策略1. 短路故障保护短路故障保护主要是通过电气间隙或电路断开器实现,保护装置可根据故障电流的大小和故障位置进行故障检测和切除操作。

(1)过电流保护:通过检测线路中的电流,当电流超过额定值时,认为发生了短路故障,保护装置将快速切除故障点附近的电路。

(2)差动保护:采用电流互感器测量直流线路两端的电流,将两端电流的差值与额定值进行比较,当差值超过设定值时,判断为短路故障,保护装置将切除故障电路。

(3)电弧保护:通过检测弧光或弧电压,当弧光或弧电压超过设定值时,判断发生电弧故障,保护装置将切除故障电路。

2. 地线故障保护地线故障保护主要是通过控制绝缘损坏或设备与地间的接触来实现,保护装置可根据故障电流和故障位置进行保护动作。

(1)电气绝缘保护:通过对线路绝缘性能的监测,当绝缘损坏时,保护装置将切除故障电路。

(2)微分保护:采用电压互感器测量直流线路两端电压,将两端电压的差值与额定值进行比较,当差值超过设定值时,判断为地线故障,保护装置将切除故障电路。

(3)接地保护:通过检测设备与地之间的接触电阻,当接触电阻超过设定值时,判断为地线故障,保护装置将切除故障电路。

三、直流线路保护装置直流线路保护装置是实现直流线路保护的重要设备,主要由故障检测单元、保护动作单元和信号处理单元组成,具有高速、精确、可靠等特点。

直流无刷电机过压保护电路

直流无刷电机过压保护电路

直流无刷电机过压保护电路的设计是为了防止电机受到过高的电压影响,从而保护电机并避免损坏。

下面是一个简单的直流无刷电机过压保护电路的介绍。

一、电路原理直流无刷电机过压保护电路通常由电压检测元件、比较器、控制驱动器和电机本身组成。

当电机承受的电压超过正常值时,该电路会启动保护机制,使电机停止运转或降低转速,从而避免过压对电机造成损害。

二、电路组成1. 电压检测元件:这部分负责实时监测电机的电压,通常使用电阻和电容组成的有源或无源电压检测电路。

2. 比较器:比较器用于比较电机的实际电压与设定的安全电压。

如果实际电压超过安全电压,比较器将输出一个信号。

3. 控制驱动器:控制驱动器负责接收比较器的信号,并控制电机停止或降低转速。

这个组件可以是一个能实现相应功能的芯片,也可以是电路板上的控制接口。

4. 直流无刷电机:这是被保护的对象,也是实施过压保护的核心器件。

三、电路工作流程1. 当电机正常工作时,电压检测元件会监测到电机的工作电压,并将其转换成电信号传送给比较器。

2. 比较器将实际电压与设定的安全电压进行比较,如果实际电压超过安全电压,比较器将输出一个信号给控制驱动器。

3. 控制驱动器接收到信号后,会控制电机停止或降低转速,从而避免电机过压受损。

4. 如果电机承受的电压恢复正常,控制驱动器将解除保护状态,电机将恢复正常工作。

四、注意事项1. 电源电压的稳定性对保护电路的工作至关重要,因此需要使用高质量的电源稳压设备。

2. 比较器和控制驱动器需要定期检查和维护,以确保其正常工作。

3. 在实际应用中,可能需要根据电机的具体规格和环境条件对过压保护电路进行适当的调整和优化。

总之,直流无刷电机过压保护电路是确保电机安全运行的重要措施。

通过设计合理的电压检测元件、比较器和控制驱动器,以及对电机本身的质量把控,我们可以有效避免电机过压受损,延长电机的使用寿命。

直流电机过流保护电路

直流电机过流保护电路

直流电机过流保护电路一、引言直流电机是工业中常见的驱动设备,其运行过程中可能会出现过流现象,严重时可能会造成设备损坏或人身伤害。

因此,为了保护直流电机和工作环境的安全,需要设计一种过流保护电路。

二、直流电机过流原因1.负载过大:当直流电机承受的负载超出其额定负载时,会发生过流现象。

2.短路故障:当直流电机内部出现短路故障时,也会导致过流现象。

3.供电系统故障:供电系统中断或出现异常也可能导致直流电机过流。

三、直流电机过流保护方案1.熔断器保护将熔断器安装在直流电机的正极和负极之间,当出现过载或短路故障时,熔断器会自动切断电路以防止损坏设备和人员伤害。

但是这种保护方式对于小型直流马达效果不佳。

2.限制器保护将一个限制器安装在直接驱动单相交变转换器输出端口上。

该限制器可以监测到输出端口的最大输出电流,当输出电流超过限制器设定的最大值时,限制器会自动切断电路以保护直流电机。

3.电子保护通过加装电子保护模块来实现过流保护。

该模块可以监测直流电机的工作状态和负载情况,当负载超出额定负载时,会自动切断电路以防止过流现象。

同时,该模块还可以实现短路保护、欠压保护等功能。

四、具体设计方案1.基于熔断器的过流保护电路设计将一个熔断器安装在直流电机的正极和负极之间,当出现过载或短路故障时,熔断器会自动切断电路以防止损坏设备和人员伤害。

2.基于限制器的过流保护电路设计将一个限制器安装在直接驱动单相交变转换器输出端口上。

该限制器可以监测到输出端口的最大输出电流,当输出电流超过限制器设定的最大值时,限制器会自动切断电路以保护直流电机。

3.基于电子保护模块的过流保护设计将一个可编程逻辑控制器(PLC)和一个电流传感器连接在一起,通过监测直流电机的工作状态和负载情况,当负载超出额定负载时,PLC会自动切断电路以防止过流现象。

同时,该模块还可以实现短路保护、欠压保护等功能。

五、总结直流电机过流保护是工业中必不可少的安全措施。

根据不同的需求和应用场景,可以选择不同的过流保护方案。

直流电路的过流保护法

直流电路的过流保护法

直流电路的过流保护法
功能指标:
采用普通熔丝的保护电路,其过电流反应是较迟钝的,因而不能作为灵敏的保护装置。

电子保护电路具有高速断流、恢复容易的特点,可应用于任何直流电路中作过流保护装置。

电子保护电路如附图所示。

当微动开关K接通时,单向晶闸管SCR导通,直流电路也导通。

当用电量增大到超过规定的允许值时,检测电阻R1上的电压大于0.7V时,晶体管BG导通,此时晶体管集电极C和基极b间的电压下降到低于3CT(SCR)的维持电压,3CT关断,切断供电电路。

元件选择:当电路两端电压≤100V时,BG用3DD15C,单向晶闸管SCR可用6A/400V。

R1的阻值是根据电源所允许的电流确定的,即R1=0.7/I(I为电源允许电流)。

若电路的耗电是5W,R2阻值为0.35Ω的线绕电阻,允许通过的电流为2A。

如图所示是一种过压保护电路。

当外电压E未超过设定的电压Vs时,负阻发光二极管VD1截止,VT因无基极电流也截止,继电器J不吸合,其常闭触头J1-1闭合,给负载RL供电。

当外电压E一旦超过设定电压Vs时,VD1由截止为导通,VD1发光表示电压过压。

其流过VD1的电流提供VT基极电流,VT导通,J吸合,常闭触头J1-1断开,切断负载的供电,起到保护作用。

在外电压E恢复到Vs以下时,要按一下复位按钮AN,使VDl截止,VT 截止,J释放,恢复向负载供电。

与VD1并联的电容C1是抗电磁干扰的,可在0.01μF~0.1μF范围内选取。

5v直流电机过载保护电路

5v直流电机过载保护电路

5v直流电机过载保护电路
5V直流电机过载保护电路可以采用电流传感器和开关来实现。

1. 选择一个合适的电流传感器,可以是非接触式霍尔效应传感器或者电阻式电流传感器。

2. 将电流传感器连接到直流电机的电流回路上。

3. 将电流传感器输出连接到一个比较器的非反相输入端。

4. 设置比较器的参考电压,使其稍微高于电机正常工作时的电流值。

5. 将比较器的输出连接到一个继电器或者开关,用于切断直流电机供电。

6. 当直流电机超过设定的电流阈值时,电流传感器输出的电压将超过比较器的参考电压,导致比较器输出高电平。

7. 高电平信号将触发继电器或者开关,切断直流电机的供电,从而实现过载保护。

需要注意的是,过载保护电路的设计应该根据具体的电机规格和工作条件来确定合适的电流阈值和比较器参考电压。

此外,还需要考虑电源电流和继电器或开关的额定电流,以保证电路的可靠性和稳定性。

直流线路保护的原理是

直流线路保护的原理是

直流线路保护的原理是
通过监测电流和电压的变化,判断是否存在故障,如果存在故障,则立即采取隔离、断电等保护措施。

具体来说,直流线路保护主要通过以下几个方面实现:
1. 过电流保护:当电路中的电流异常高于额定值时,保护系统会及时切断电路,避免电器损坏和火灾等危险。

2. 欠电压保护:当电路中的电压异常低于额定值时,保护系统会及时切断电路,避免设备因欠电压损坏。

3. 过温保护:当电路中的温度异常高于额定值时,保护系统会及时切断电路,防止设备过热引发事故。

4. 地接保护:当电路出现接地故障时,保护系统会及时切断电路,避免接地故障对人身安全造成威胁。

综上所述,直流线路保护原理包括了多种保护机制,旨在保护电器设备和人身安全。

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常用直流开关电源的保护电路设计
概述
随着科学技术的发展,电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切,而电子设备都离不开可靠的电源,因此直流开关电源开始发挥着越来越重要的作用,并相继进入各种电子、电器设备领域,程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了直流开关电源[1-3]。

同时随着许多高新技术,包括高频开关技术、软开关技术、功率因数校正技术、同步整流技术、智能化技术、表面安装技术等技术的发展,开关电源技术在不断地创新,这为直流开关电源提供了广泛的发展空间。

但是由于开关电源中控制电路比较复杂,晶体管和集成器件耐受电、热冲击的能力较差,在使用过程中给用户带来很大不便。

为了保护开关电源自身和负载的安全,根据了直流开关电源的原理和特点,设计了过热保护、过电流保护、过电压保护以及软启动保护电路。

2开关电源的原理及特点
2.1工作原理
直流开关电源由输入部分、功率转换部分、输出部分、控制部分组成。

功率转换部分是开关电源的核心,它对非稳定直流进行高频斩波并完成输出所需要的变换功能。

它主要由开关三极管和高频变压器组成。

图1画出了直流开关电源的原理图及等效原理框图,它是由全波整流器,开关管V,激励信号,续流二极管Vp,储能电感和滤波电容C组成。

实际上,直流开关电源的核心部分是一个直流变压器。

2.2特点
为了适应用户的需求,国内外各大开关电源制造商都致力于同步开
发新型高智能化的元器件,特别是通过改善二次整流器件的损耗,并在功率铁氧体(Mn-Zn)材料上加大科技创新,以提高在高频率和较大磁通密度下获得高的磁性能,同时SMT技术的应用使得开关电源取得了长足的进展,在电路板两面布置元器件,以确保开关电源的轻、小、薄。

因此直流开关电源的发展趋势是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。

直流开关电源的缺点是存在较为严重的开关干扰,适应恶劣环境和突发故障的能力较弱。

由于国内微电子技术、阻容器件生产技术以及磁性材料技术与一些技术先进国家还有一定的差距,因此直流开关电源的制作技术难度大、维修麻烦和造价成本较高,
3直流开关电源的保护
基于直流开关电源的特点和实际的电气状况,为使直流开关电源在恶劣环境及突发故障情况下安全可靠地工作,本文根据不同的情况设计了多种保护电路。

3.1过电流保护电路
在直流开关电源电路中,为了保护调整管在电路短路、电流增大时不被烧毁。

其基本方法是,当输出电流超过某一值时,调整管处于反向偏置状态,从而截止,自动切断电路电流。

如图1所示,过电流保护电路由三极管BG2和分压电阻R4、R5组成。

电路正常工作时,通过R4与R5的压作用,使得BG2的基极电位比发射极电位高,发射结承受反向电压。

于是BG2处于截止状态(相当于开路),对稳压电路没有影响。

当电路短路时,输出电压为零,BG2的发射极相当于接地,则BG2处于饱和导通状态(相当于短路),从而使调整管BG1基极和发射极近于短路,而处于截止状态,切断电路电流,从而达到保护目的。

3.2过电压保护电路
直流开关电源中开关稳压器的过电压保护包括输入过电压保护和输出过电压保护。

如果开关稳压器所使用的未稳压直流电源(诸如蓄电池和整流器)的电压如果过高,将导致开关稳压器不能正常工作,甚至损坏内部器件,因此开关电源中有必要使用输入过电压保护电路。

图3为用晶体管和继电器所组成的保护电路,在该电路中,当输入直流电源的电压高于稳压二极管的击穿电压值时,稳压管击穿,有电流流过电阻R,使晶体管T导通,继电器动作,常闭接点断开,切断输入。

输入电源的极性保护电路可以跟输入过电压保护结合在一起,构成极性保护鉴别与过电压保护电路。

3.3软启动保护电路
开关稳压电源的电路比较复杂,开关稳压器的输入端一般接有小电感、大电容的输入滤波器。

在开机瞬间,滤波电容器会流过很大的浪涌电流,这个浪涌电流可以为正常输入电流的数倍。

这样大的浪涌电流会使普通电源开关的触点或继电器的触点熔化,并使输入保险丝熔断。

另外,浪涌电流也会损害电容器,使之寿命缩短,过早损坏。

为此,开机时应该接入一个限流电阻,通过这个限流电阻来对电容器充电。

为了不使该限流电阻消耗过多的功率,以致影响开关稳压器的正常工作,而在开机暂态过程结束后,用一个继电器自动短接它,使直流电源直接对开关稳压器供电,这种电路称之谓直流开关电源的“软启动”电路。

如图4(a)所示,在电源接通瞬间,输入电压经整流桥(D1~D4)和限流电阻R1对电容器C充电,限制浪涌电流。

当电容器C充电到约80%额定电压时,逆变器正常工作。

经主变压器辅助绕组产生晶闸管的触发信号,使晶闸管导通并短路限流电阻R1,开关电源处于正常运行状态。

为了提高延迟时间的准确性及防止继电器动作抖动振荡,延迟电路可采用图4(b)所示电路替代RC延迟电路。

3.4过热保护电路
直流开关电源中开关稳压器的高集成化和轻量小体积,使其单位体积内的功率密度大大提高,因此如果电源装置内部的元器件对其工作环境温度的要求没有相应提高,必然会使电路性能变坏,元器件过早失效。

因此在大功率直流开关电源中应该设过热保护电路。

本文采用温度继电器来检测电源装置内部的温度,当电源装置内部产生过热时,温度继电器就动作,使整机告警电路处于告警状态,实现对电源的过热保护。

如图5(a)所示,在保护电路中将P型控制栅热晶闸管放置在功率开关三极管附近,根据TT102的特性(由Rr值确定该器件的导通温度,Rr越大,导通温度越低),当功率管的管壳温度或者装置内部的温度超过允许值时,热晶闸管就导通,使发光二极管发亮告警。

倘若配合光电耦合器,就可使整机告警电路动作,保护开关电源。

该电路还可以设计成如图5(b)所示,用作功率晶体管的过热保护,晶体开关管的基极电流被N型控制栅热晶闸管TT201旁路,开关管截止,切断集电极电流,防止过热。

4小结
文中主要讨论了直流开关电源内部器件的各种保护方式,并介绍了一些具体电路。

对一个给定的直流开关电源来说,保护电路是否完善并按预定设置工作,对电源装置的安全性和可靠性至关重要。

因为开关电源的保护方案和电路结构具有多样性,所以对具体电源装置而言,应选择合理的保护方案和电路结构。

在实际应用中,通常选用几种保护方式加以组合的方式构成完善的保护系统,确保直流开关电源的正常工作。

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