开关电源常用保护电路过热过流过压以及软启动保护电路
常用的六种开关电源输入保护电路
常用的六种开关电源输入保护电路
开关电源是开关稳压线性电源的简称,以前的电源产品是采用线性电源,这是一种晶体管线性稳压电源,由于效率低下等原因已逐渐被开关电源取代。
开关电源,顾名思义就是通过控制开关管的导通时间以及关断时间来维持输出电压的稳定的电源,已逐渐向小型化、效率化、模块化、高可靠性等方向发展。
对于开关电源,输入保护电路很重要,开关输入保护电路具有过流保护、过压保护以及浪涌抑制等功能,对于电网的电压冲击以及EMC等具有至关重要的作用。
下面列举6种开关电源输入保护电路
一、保险丝形式
保险丝有普通型的也有快速型的,具有熔点低、熔断速度快特点,但是在熔断时候会产生火花、冒烟,甚至有玻璃管的会爆裂,因此安全性较差。
仅有保险丝的输入保护电路,只有过流保护作用,一般选择保险丝时候实际的熔断电流要等于额定电流的1.5倍左右。
二、保险丝、压敏电阻形式
这种电路多了压敏电阻,压敏电阻规格有07471、10471、14471等规格,具有浪涌抑制功能,因此这种电路有过压、过流保护功能,有些还具有防雷击保护
三、熔断电阻器、压敏电阻形式
熔断电阻器与保险丝作用相同,都是起到过流保护,但是与保险丝不同的是熔断电阻器熔断时候不会产生火花以及烟雾,就安全性来说安全高一点;而压敏电阻具有浪涌电压吸收作用,因此这种电路形式具有过压、过流保护功能
四、保险丝、NTC热敏电阻形式
热敏电阻采用的是负温度系数的,它的阻值随温度的升高为降低,它具有抑制电路的浪涌电流能力
五、压敏电阻、NTC热敏电阻形式
六、保险丝、压敏电阻、NTC热敏电阻形式。
利用PS223设计的ATX开关电源技术
利用PS223设计的ATX开关电源技术开关电源以安全、可靠为第一原则,高性能大功率ATX电源设计中应用电源管理监控芯片实现防浪涌软启动以及防过压、欠压、过热、过流、短路、过温等保护功能。
开关电源SPS(Switching Power Supply)利用现代电力电子技术,以小型、节能、轻量和高效率的特点被广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备等几乎所有的电子设备。
1 ATX电源概述与电源管理监控保护功能Intel制定的大功率(350~900 W)ATX电源规范版本是ATXl2V 2.2,+12 V采用双路输出,其中一路+12 V(A)专为CPU供电,而另一路+12 V(B)则为其他设备供电,输出到主板的接头为24针脚,以输出两组+12 V。
高性能开关电源设计为主动式功率因素校正PFC(Power Factor Correction),采用诸如Champion公司出品的CM6800G整合型PFC/PWM控制器,为电源提供PFC及PWM功率级电路整合控制,使用诸如PS223等电源管理监控芯片提供过压、过流、过功率、低电压和短路等多重保护。
温度是影响电源设备可靠性的最重要因素,根据有关资料分析表明,过热会导致功率器件造成损坏,需要设置过热保护电路。
保护设计中的短路保护(SCP)、过载保护(OPP)是ATXl2V强制标准,在短路和各路总负载过载时触发以保护电源;过电流保护(OCP)防止电源某路输出过载;过温保护(OTP)防止电源内部过热;过压/欠压保护(OVP/UVP)用于当输出电压超过/低于标准值20~25%时触发,电源若有异常便会立刻切断输出,各路电压全部没有输出。
在接通电源的瞬间,风扇动一下就停,电源即处于保护状态。
图l为开关电源转换流程方框图,开关电源转换流程为交流输入→EMI滤波电路→整流电路→功率因子修正电路→功率级一次侧(高压侧)开关电路转换成脉流→主要变压器→功率级二次侧(低压侧)整流电路→电压调整电路(DC-DC转换电路)→滤波电路→电源管理监控→输出。
开关电源过欠压、 过流、 过温、 软启动详解!
开关电源过欠压、 过流、 过温、 软启动详解!
圆石矗>
夕��
ry =,· ·•输出过压保护电路
当用户在使用电源模块时,可能会由于某种原因,造成模块输出电压升高,为了保护用户电路板上的器件不被损坏,当模块的输出电压高于一定值时,模块必须封锁脉冲,阻止输出电压的继续上升。
Vcc1
Vo Vcc1 R330 51K D317 1N4148
R340 3K C315
Q_ 1u
R341 8.2K R334 20K-
R338 3K
D319 1N4148 Vo: 输出电压正极Vc c1: 辅助电源Co ntr ol: 控制信号231扣c 0 丁—寸
R343 100K
0321 1N4148 control
C316 0.1u 图1直流电压输出过压保护电路原理图
D320产生一个5.1V 电压基准送至运放U301反相输入端,R330、R334、R336用于检测输出电压检测电压值送至运放U 301同相输入端。
图11综合电路3
VIN R40 \文
100K R44 3.3k R43
R42 10K 欠压,过温,CNT保护综合电路举例(4)Vref OC207 J �RT1 i PT028 斗;s o R 35R39 ! 10K t
2.55K I C27 0.01U
二�.:i R41 27K C28 0.1U VDD f _= 10K vc `' Q10鲁 1 �I 1 I C30j_-;-�R181K 唱,:-
帘。
17种新型彩电开关电源集成电路资料 (1)
17种新型彩电开关电源集成电路资料1、KA3S0680RFB KA3S0880RFBKA3S0680RFB KA3S0880RFB是日本FAIRCHILD公司生产的开关电源电路,内置功率MOSFET 和控制电路,其内部设有过流、过压、过热保护电路,低压限制电路、高压感应电路等。
具有工作频率宽、效率高、工作稳定等特点,KA3S0680RFB 与KA3S0880RFB的内部电路基本相同,只是输出功率不同(KA3S0680RFB功率为150W;KA3S0880RFB功率为190W)。
它被应用在海信DP2999、海尔高美高等新型彩电中。
KA3S0680RFB KA3S0880RFB引脚功能与维修数据见表1所示。
引脚符号功能海信DP2999 海尔高美高对地电压(V)对地电阻(KΩ)对地电压(V)对地电阻(KΩ)红笔测罴笔测开机待机红笔测罴笔测①DRA IN 内置功率开关管漏极300 5.7 500 270 280 3.8 ∞②GND 接地0 0 0 0000③Vcc 电源20 5 500 16 15 3.3 ∞④FB 反馈 1.8 8 200 200 0.2 5.7 200⑤SYNC 同步输入7.17.5 31 6.3 3.8 5.4 302、A5Q1265RFA5Q1265RF是日本FAIRCHILD公司生产的FPS型开关电源控制电路,内置具有耐压强650V 的电流检测型场效应功率管和控制电路,并设有过流、过压、过热保护电路(当芯片表面温度超过150℃时,自动切断输出;当供电端③脚的电压高于24V或低于11V时,芯片停止工作)。
它被应用在海尔UOC芯片新型彩电中。
引脚功能与维修数据见表2所示引脚符号功能海尔UOC对地电压(V)对地电阻(KΩ)红笔测罴笔测①DRA IN 内部场效应管漏极270 3.7 +∞②GND 内部场效应管源极(接地)0 0 0③Vcc 电源输入端16 3.3 +∞④FB 反馈输入(通常接耦合器) 1 5.6 200⑤SYNC 同步输入 6.3 5.3 313、KA7630KA7630是具有复位信号输出功能和三路电压输出的稳压器,其内部设有限流保护电路和过热保护电路;最大输入电压20V。
24V开关电源的几种保护电路
24V开关电源常用的几种保护电路1.防浪涌软启动电路24V开关电源的输入电路大都采用电容滤波型整流电路,在进线电源合闸瞬间,由于电容器上的初始电压为零,电容器充电瞬间会形成很大的浪涌电流,特别是大功率开关电源,采用容量较大的滤波电容器,使浪涌电流达100A以上。
在电源接通瞬间如此大的浪涌电流,重者往往会导致输入熔断器烧断或合闸开关的触点烧坏,整流桥过流损坏;轻者也会使空气开关合不上闸。
上述现象均会造成开关电源无法正常工作,为此几乎所有的开关电源都设置了防止流涌电流的软启动电路,以保证电源正常而可靠运行。
2.过压、欠压及过热保护电路进线电源过压及欠压对开关电源造成的危害,主要表现在器件因承受的电压及电流应力超出正常使用的范围而损坏,同时因电气性能指标被破坏而不能满足要求。
因此对输入电源的上限和下限要有所限制,为此采用过压、欠压保护以提高电源的可靠性和安全性。
温度是影响电源设备可靠性的最重要因素。
根据有关资料分析表明,电子元器件温度每升高2℃,可靠性下降10%,温升50℃时的工作寿命只有温升25℃时的1/6,为了避免功率器件过热造成损坏,在开关电源中亦需要设置过热保护电路。
3.缺相保护电路由于电网自身原因或电源输入接线不可靠,24V开关电源有时会出现缺相运行的情况,且掉相运行不易被及时发现。
当电源处于缺相运行时,整流桥某一臂无电流,而其它臂会严重过流造成损坏,同时使逆变器工作出现异常,因此必须对缺相进行保护。
检测电网缺相通常采用电流互感器或电子缺相检测电路。
由于电流互感器检测成本高、体积大,故开关电源中一般采用电子缺相保护电路。
图5是一个简单的电子缺相保护电路。
三相平衡时,R1~R3结点H电位很低,光耦合输出近似为零电平。
当缺相时,H点电位抬高,光耦输出高电平,经比较器进行比较,输出低电平,封锁驱动信号。
比较器的基准可调,以便调节缺相动作阈值。
该缺相保护适用于三相四线制,而不适用于三相三线制。
电路稍加变动,亦可用高电平封锁PWM信号。
三、由TDA16888+UC3843构成的开关电源电路_液晶彩色电视机维修精要与实例详解_[共6页]
108液晶彩色电视机维修精要与实例详解4.保护电路(1)过压保护电路当输入的市电电压过高时,STR-W6756的④脚电压升高,当该脚电压达到上限值(27.7V)时,STR-W6756内部过压保护电路启动,振荡器停止振荡,STR-W6756内部开关管被关断,开关电源无输出。
(2)过流保护电路若因某种原因出现过流时,开关变压器各绕组输出电压均下降;当T1的5—6绕组的感应电压经D3、D2整流后,产生的电压(即STR-W6756的⑦脚电压)下降至0.73V时,STR-W6756内部振荡器停止振荡,从而实现过流保护的目的。
(3)过热保护电路当STR-W6756内部基板超过150℃并持续80μs以上时,内部的过热保护电路启动,振荡器停止振荡,开关电源停止工作,从而实现过热保护。
(4)软启动电路电源启动时,STR-W6756的⑤脚(软启动设定端)流出的电流给C2充电,当达到软启动的门槛电压(1.2V)时,电源才启动。
利用此功能,可抑制待机期间开关变压器发出的噪声。
如果要取消此功能,只需要在STR-W6756的⑤脚与地间接一只47kΩ电阻即可。
5.待机控制电路液晶彩电正常工作时,MCU待机控制脚输出低电平,Q1截止,不影响光耦合器U2内部发光二极管两端的电压,此时开关电源稳压电路处于正常的工作状态。
待机时,MCU待机控制脚输出高电平,Q1导通,集电极为低电平,使光耦合器U2内部二极管的负端电位大幅下降,流过U2内部二极管的电流增大,经光电耦合使STR-W6756内部振荡器进入间歇振荡状态,输出电压大幅下降。
由于在待机时,T1的5—6绕组输出的电压也会下降,STR-W6756的④脚电压随之下降,当此电压下降到9.7V时,STR-W6756停止工作,此时,AC 220V经启动电阻R9对C9充电,STR-W6756的④脚电压再次上升,当其达到启动电压时,STR-W6756又重新开始工作,如此周而复始。
三、由TDA16888+UC3843构成的开关电源电路由TDA16888+UC3843构成的开关电源电路主要应用在康佳LC-TM3719液晶彩电上,有关电路如图4-20所示。
软启动保护、过压保护、过流保护、欠压掉电保护设计实例
开关电源电路负责为整个机床数控系统各部分设备提供电源。
文中主要介绍了一种机床数控系统用开关电源各种保护电路的工作原理和实现方法,通过实际研制,使得该系统开关电源稳定性大大提高,保护功能稳定可靠,满足了批量生产要求。
1 保护电路工作原理分析机床数控用开关电源包含有软启动保护、过压保护、过流保护、欠压掉电保护等电路。
(1) 软启动电路由于开关电源输入整流电路后级大多采用电容性滤波电路滤波,在电源合闸瞬间,往往会产生电流幅值高达几十甚至几百安培的浪涌电流,此种浪涌电流十分有害,会造成开关电源启动故障甚至损坏。
常用的软启动电路有可控硅和限流电阻组成的防浪涌软启动保护、继电器触点组成的软启动保护、负温度系数电阻组成的软启动保护电路等。
本系统开关电源采用负温度系数电阻组成的软启动保护电路,简单实用,工作可靠。
如图1, 220 V 交流电经线圈L1滤波共模干扰后,整流产生约三百伏左右直流电压, RT 电阻为负温度系数热敏电阻,型号为M02-7Ω。
当电源合闸瞬间,浪涌电流使得热敏电阻发热,阻值迅速减小,输出直流电压逐渐建立,可有效防止浪涌电流对电源电路的冲击,使得整个电源半桥变换电路稳定可靠。
图1 负温度系数电阻组成的输入软启动电路在开关电源启动时,由于脉宽调制器尚未建立稳定的驱动脉冲,需采取措施使得驱动脉冲逐渐建立起来,该开关电源脉宽调制器采用性价比较高的脉宽调制器T L494。
如图2, TL494 的第四脚为死区控制,它既可以为变换功率管提供安全的死区时间控制,也可以作为驱动芯片的软启动控制。
开机瞬间,电容器C1上未建立电压, + 5 V 通过电容C1 送TL494: 4 脚,封锁脉宽调制器的输出脉冲。
随着电容C1 两端电压逐渐升高, T L494: 4 脚电压逐渐下降,驱动脉冲宽度逐渐展宽。
当辅助电源+ 15 V 出现故障时,三级管V1迅速导通, + 5 V 电压经三极管V1 送T L494: 4 脚,切断驱动脉冲,使开关电源停止工作而不致损坏。
公司常用保护电路原理介绍
14 Emerson Confidential
过温保护电路举例 (1)
VCC2 R235 3.6k 1206 HO T 1 3 2 R229 1 2 K104 20K 0805 1% PRO TECT D207 BAV70
8 7 6 5 Vref Vcc OUT GND U803 COMP 1
Vfb 2
Isense 3 R/CT 4
UC3843 R848 10K V808 2N4403 R859 2 100 D818 1 1N4148 C840 330U/25V +
图一、 DC-DC软启动电路
19 Emerson Confidential
6 Emerson Confidential
过流保护电路实例(1)
2 3
VREF IRF640 C14 0.47U VinO
7 6 1
8
T2
4 5
2 3
R22
CT1001C J4
8 7 6 5
N1 1.5K
O J4 CT R19 R20 2 IS1 16 3 1 IS2 R17 C11 220P R15 47K R16A R R16 8.2 C12 R18 0.01U 1K 470 J4 J4 IS3 D6 BAW56
图6.过温保护电路实例1
Vcc2( 辅助电源):+15V HOT (过温信号):高电平有效(>5V) PROTECT(控制保护信号):高电平有效(>5V)
15 Emerson Confidential
过温保护电路举例
开关电源工作原理介绍
开关电源工作原理介绍开关电源是一种将交流电转换为直流电的电源装置。
相比传统的线性电源,开关电源具有体积小、效率高和稳定性好的特点,广泛应用于电子产品中。
开关电源的工作原理是通过不断开关的方式将输入的电压转换为稳定的直流输出电压。
其核心元件是开关管和变压器。
下面是开关电源的详细工作原理介绍。
1.输入电压调整:开关电源首先会对输入的交流电压进行整流和滤波处理。
交流电压经过整流桥整流后得到纹波较大的整流电压,然后通过电容进行滤波,减小纹波电压的幅度。
2.PFC电路:为了提高开关电源的功率因数,通常在输入端加入功率因数修正(PFC)电路。
PFC电路通过改变电流波形来改善功率因数,并减少谐波干扰。
3.高频开关转换:经过初步整流和滤波后的直流电压,接下来进入高频开关转换器。
开关转换器包含有功率开关器件,如MOS管或IGBT,通过开关的方式将直流电压转换为高频脉冲信号。
4.变压器:高频脉冲信号经过变压器的升压或降压作用,将电压转换为所需的电压等级。
变压器有助于实现输入和输出之间的电隔离,并减小输入到输出的纹波电压。
5.稳压与滤波:经过变压器的电压输出经过稳压和滤波电路进行后处理,以获得稳定的直流输出电压。
稳压电路通常采用反馈控制,将一部分输出电压作为参考信号与输入电压进行比较,通过调节开关器件的通断情况来实现输出电压的稳定化。
6.输出电流限制:为了保护电路和负载设备,开关电源通常会设置过流保护电路。
过流保护电路通过监测输出电流,当电流超出设定值时,会自动切断开关管的导通,以保护电路的安全运行。
7.其它功能电路:开关电源通常还会配备输出过压、过温、短路等保护电路,以及启动电路、关断电路、软启动电路等功能电路,以提高电源的可靠性和稳定性。
综上所述,开关电源通过不断开关的方式将输入的交流电压转换为稳定的直流输出电压。
它具有高效率、体积小和稳定性好等优势,广泛用于各种电子设备中。
开关电源过流保护电路原理
开关电源过流保护电路原理在电子设备中,开关电源是一个常见的电源供应形式。
然而,由于各种原因可能导致电路中的电流超过设计值,这就需要过流保护电路的应用。
过流保护电路旨在检测电路中的电流超过额定值时,立即切断电源以防止电路元件损坏。
过流保护原理过流保护电路通常由电流传感器、比较器、触发器和开关元件等部分组成。
当电路中的电流超过设定的阈值时,电流传感器会检测到这一超额电流,并将信号传递给比较器。
比较器用于比较电流传感器输出的信号与预设阈值,并在检测到超额电流时触发触发器。
触发器受到比较器的信号后,将立即切断开关元件,使电路中的电流降至安全范围内。
在某些设计中,过流保护电路还可以配备延时器,以确保在电流波动较大但仍在可接受范围内时不误触发保护电路。
过流保护电路的应用过流保护电路广泛应用于各种电子设备中,特别是对于需求高稳定性和可靠性的设备更是必不可少。
例如,计算机电源、家用电器、通信设备等都需要过流保护电路来确保设备在异常电流情况下得以安全运行。
对于开关电源而言,过流保护电路更是必备的一部分。
由于开关电源通常工作在较高频率下,一旦发生过流现象,元件可能会迅速损坏,进而导致整个电源系统崩溃。
因此,过流保护电路的可靠性和高效性对于开关电源的稳定性起着至关重要的作用。
总结过流保护电路是一种关键的电路保护部件,能够有效地保护电子设备免受因过大电流而产生的损坏。
通过适当设计和应用过流保护电路,不仅能提升电子设备的安全性和稳定性,也能延长设备的使用寿命。
在电子设备设计和制造过程中,考虑到过流保护电路的合理性和可靠性将对产品质量和用户体验产生积极的影响。
1。
ACDC开关电源控制器的设计与应用
关键词:变换器,PWM控制,CV模式,CC模式,matlab仿真
武汉理工大学硕士学位论文
application circuit function and stability.At the same time,the system uses
multi—mode conversion to make the system more stable performance.In this paper,it
本文的主要工作可归结如下: 1、根据开关电源管理器控制模式的比较,提出了峰值电流模式控制PWM技术。 重点研究多种模式的转换,在此基础上引入PSM模式调节,通过对控制器功能 的需求分析,结合控制器的结构框图和峰值电流模式控制PWM技术的特点,设 计出了控制器的整体方案框图。 2、在matlab仿真环境下,研究控制器整个系统的软件架构,并重点设计软启动 模块、峰值电流的采集模块、模式转换模块和电路保护模块。通过研究控制器 系统,得到控制器的小信号模型,设计了控制级的传输函数,使系统得到补偿。 3、研究控制器的外围应用电路,重点设计高频变压器,进行参数的设计,系统 的调试,对系统进行完善。 4、针对在模块测试和系统测试中遇到的问题,提出一些合理的解决方案,使系 统的性能更加优化,得到稳定的系统运行。
Abstract
With the scientific and technological development,more and more people are inseparable from electronic products,especially portable products are more and more popular for all people,for example cell phones,laptops,digital cameras and SO on. They can be seen everywhere.But these electronic devices need power supply So a good performance of the power supply can make electronic devices work very well.
开关电源基础知识
•开关电源就是用通过电路控制开关管进行高速的道通与截止.将直流电转化为高频率的交流电提供给变压器进行变压,从而产生所需要的一组或多组电压!转华为高频交流电的原因是高频交流在变压器变压电路中的效率要比50Hz高很多.所以开关变压器可以做的很小,而且工作时不是很热!成本很低.如果不将50Hz变为高频那开关电源就没有意义开关电源大体可以分为隔离和非隔离两种,隔离型的必定有开关变压器,而非隔离的未必一定有.开关电源的工作原理是:1。
交流电源输入经整流滤波成直流;2。
通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,将那个直流加到开关变压器初级上;3。
开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载;4.输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳定输出的目的.交流电源输入时一般要经过厄流圈一类的东西,过滤掉电网上的干扰,同时也过滤掉电源对电网的干扰;在功率相同时,开关频率越高,开关变压器的体积就越小,但对开关管的要求就越高;开关变压器的次级可以有多个绕组或一个绕组有多个抽头,以得到需要的输出;一般还应该增加一些保护电路,比如空载、短路等保护,否则可能会烧毁开关电源ATX电源的主要组成部分EMI滤波电路:EMI滤波电路主要作用是滤除外界电网的高频脉冲对电源的干扰,同时也起到减少开关电源本身对外界的电磁干扰,在优质电源中一般都有两极EMI滤波电路。
一级EMI电路:交流电源插座上焊接的是一级EMI电源滤波器电路,这是一块独立的电路板,是交流电输入后所经过的第一组电路,这个由扼流圈和电容组成的低通网络能滤除电源线上的高频杂波和同相干扰信号,同时也将电源内部的干扰信号屏蔽起来,构成了电源抗电磁干扰的第一道防线。
二级EMI电路:市电进入电源板后先通过电源保险丝,然后再次经过由电感和电容组成的第二道EMI电路以充分滤除高频杂波,然后再经过限流电阻进入高压整流滤波电路.保险丝能在电源功率太大或元件出现短路时熔断以保护电源内部的元件,而限流电阻含有金属氧化物成分,能限制瞬间的大电流,减少电源对内部元件的电流冲击.桥式整流器和高压滤波:经过EMI滤波后的市电,再经过全桥整流和电容滤波后就变成了高压的直流电。
开关电源32道题目答案
14什么是一次击穿与二次击穿?二者有什么差别? 答:一次击穿:当反向电压增大到一定数值时,载流子倍增效应就像雪崩一样,增加得快 而多,反向电流突然增加,这就是雪崩击穿的现象,也叫一次击穿。二次击穿:雪崩 击穿以后,当电流增大到某一值,集电极—发射级之间的电压突然下降,而集电极电 流剧增,这种现象叫二次击穿。区别:①从功率开关的二次击穿特性曲线来看,二次 击穿后,集电极电压比一次击穿后的集电极电压低很多;②一次击穿是可逆的,二次 击穿不可逆。③一次击穿取决于给功率开关所加电压的高低,而二次击穿则是取决于 功率开关上所加的能量的大小和积累时间的长短。④产生一次击穿的原因是明确的, 但产生二次击穿的原因尚未被我们完全掌握 15什么是一次整流和滤波,什么是二次整流和滤波? 答:一次整流电路:开关稳压电源电路中的输入电路部分的工频整流电路就称为开关稳压 电源的一次整流电路,都是把工频电网电压或者其他形式的交流输入电压的直接引入, 进行全波整流,然后输送给下一级的一次滤波电路进行滤波,最后变成直流输出电压, 为后级的功率变换器供电。一次滤波:开关稳压电源电路中的一次滤波电路即为一次 整流电路后面的由电感和电容组成的L形滤波电路。它的主要功能是将一次全波整流电 路输出的直流波动电压滤波或纹波电压符合设计要求的直流电压。二次整流:二次电 流电路时出现在开关变压器次级回路中的整流电路,一般为高频整流电路,整流二极 管常采用高频快速开关二极管,即肖特基二极管。在无工频变压器的开关稳压电源电 路中,开关二极管或续流二极管即为二次整流部分的整流二极管。二次滤波:开关稳 压电源电路中的高频滤波电路部分被称为二次滤波电路。滤波电容的取值与开关稳压 电源输出直流电压纹波电压的高低有密切关系,一般采用由电阻、电感和电容等无源 器件组成的无源滤波电路。
6:升压型开关稳压电源的工作原理? 答:当功率开关V处于导通期间时,输入电压Ui加到储能电感L的两端,二极管VD因被反 向偏置而截止,流过储能电感L上的电流I1为近似线性上升的锯齿波电流,并以磁能 的形式存储在储能电感L中。 当功率开关V截止时,储能电感L两端的电压极性相反,二极管VD被正向偏置而导通, 存储在储能电感L中的能量通过二极管VD传输给负载电阻R1和滤波电容C,储能电感L 中的泄放电流I1是锯齿波电流的线性下降部分。 同理,在功率开关V饱和导通期间,在储能电感L中增加的电流数值应等于功率开关V 截止期间在储能电感L中减少的电流数值。只有这样才能达到动态平衡,才能达到一 个稳压电源最基本的条件,才能给负载电阻R1提供一个稳定的输出电压。因此得到 Uo=(Ton/Toff)*Ui=Ui*D/(1-D) 7:升压型开关稳压电源的设计? 答:1.功率开关V的选择:①功率开关V电压的额定电压值为 Uceo=1.32·Ui/0.8=1.65·(1-D)·Uo/D ②集电极电流Ic=1.25·Io·D/1-D ③集电极功率损耗Pc的选择:Pc=2·Io·Uceo·D·D/1-D。 2.二极管VD的选择:①反向耐压Ud的计算 Ud=1.25·Uo ②正向导通电流Id=Io·D/2 (1-D) ③正向导通功率损耗Pd= Io·D·Us/2(1-D) 3.输出滤波电容C的选择:①电容电压的计算C= Io·Uo /F·△Uo·(Uo+ Ui) ②耐压 值Uc的计算 Uc=2·Uo ③电容温度范围的选择:在成本和造价允许的情况下,应 该选择高温电解电容来充当滤波电容C(一般高温电解电容的温度称值为125℃,一般 电解电容的温度标称值为85℃)。 4.储能电感L的选择:L=10·(1-D)·§/7·Io·F 8:极性反转型开关稳压电源的工作原理? 答:极性反转型开关稳压电源电路中的功率开关导通时,二极管因反向偏置而截止,功 率开关截止时,二极管因争相偏置而导通,此时储能电感中储存的能量将会通过二极 管传输给负载,输出电压与输入电压之间的关系为U0=—Uin*D/(1-D)
开关电源的过流保护电路设计方案
开关电源的过流保护电路设计方案
1 开关电源常用过流保护电路
1.1 采用电流传感器进行电流检测
过流检测传感器的工作原理如图1 所示。
通过变流器所获得的变流器次
级电流经I/V 转换成电压,该电压直流化后,由电压比较器与设定值相比较,若直流电压大于设定值,则发出辨别信号。
但是这种检测传感器一般多用于监视感应电源的负载电流,为此需采取如下措施。
由于感应电源启动时,启动电流为额定值的数倍,与启动结束时的电流相比大得多,所以在单纯监视电流电瓶的情况下,感应电源启动时应得到必要的输出信号,必须用定时器设定禁止时间,使感应电源启动结束前不输出不必要的信号,定时结束后,转入预定的监视状态。
1.2 启动浪涌电流限制电路
开关电源在加电时,会产生较高的浪涌电流,因此必须在电源的输入端
安装防止浪涌电流的软启动装置,才能有效地将浪涌电流减小到允许的范围内。
浪涌电流主要是由滤波电容充电引起,在开关管开始导通的瞬间,电容对交流呈现出较低的阻抗。
如果不采取任何保护措施,浪涌电流可接近数百A。
开关电源的输入一般采用电容整流滤波电路如图2 所示,滤波电容C 可
选用低频或高频电容器,若用低频电容器则需并联同容量高频电容器来承担充放电电流。
图中在整流和滤波之间串入的限流电阻Rsc 是为了防止浪涌电流的
冲击。
合闸时Rsc 限制了电容C 的充电电流,经过一段时间,C 上的电压达到
预置值或电容C1 上电压达到继电器T 动作电压时,Rsc 被短路完成了启动。
开关电源软启动电路设计
开关电源软启动电路设计本文重点阐述如何正确合理设计开关电源的软启动电路,以供广大系统电源设计人员参考。
开关电源的输入电路大都采用整流加电容滤波电路。
在输入电路合闸瞬间,由于电容器上的初始电压为零会形成很大的瞬时冲击电流如图1所示,特别是大功率开关电源,其输入采用较大容量的滤波电容器,其冲击电流可达100A以上。
在电源接通瞬间如此大的冲击电流幅值,往往会导致输入熔断器烧断,有时甚至将合闸开关的触点烧坏,轻者也会使空气开关合不上闸,上述原因均会造成开关电源无法正常投入。
为此几乎所有的开关电源在其输入电路设置的防止冲击电流的软起动电路,以保证开关电源正常而可靠的运行。
2.常用软起动电路2.1采用功率热敏电阻电路热敏电阻防冲击电流电路如图2所示。
它利用热敏电阻的Rt的负温度系数特性,在电源接通瞬间,热敏电阻的阻值较大,达到限制冲击电流的作用;当热敏电阻流过较大电流时,电阻发热而使其阻值变小,电路处于正常工作状态。
采用热敏电阻防止冲击电流一般适用于小功率开关电源,由于热敏电阻的热惯性,重新恢复高阻需要时间,故对于电源断电后又需要很快接通的情况,有时起不到限流作用。
2.2采用SCR-R电路该电路如图3所示。
在电源瞬时接通时,输入电压经整流桥VD1-VD4和限流电阻R对电容器C充电。
当电容器C充电到约80%的额定电压时,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R,开关电源处于正常运行状态。
这种限流电路存在如下问题:当电源瞬时断电后,由于电容器C上的电压不能突变,其上仍有断电前的充电电压,逆变器可能还处于工作状态,保持晶闸管继续导通,此时若马上重新接通输入电源,会同样起不到防止冲击电流的作用。
2.3具有断电检测的SCR-R电路该电路如图4所示。
它是图3的改进型电路,VD5、VD6、VT1、RB、CB组成瞬时断电检测电路,时间常数RBCB的选取应稍大于半个周期,当输入发生瞬间断电时,检测电路得到的检测信号,关闭逆变器功率开关管VT2的驱动信号,使逆变器停止工作,同时切断晶闸管SCR的门极触发信号,确保电源重新接通时防止冲击电流。
开关电源常用的几种保护电路
开关电源常用的几种保护电路1 引言评价开关电源的质量指标应该是以安全性、可靠性为第一原则。
在电气技术指标满足正常使用要求的条件下,为使电源在恶劣环境及突发故障情况下安全可靠地工作,必须设计多种保护电路,比如防浪涌的软启动,防过压、欠压、过热、过流、短路、缺相等保护电路。
2 开关电源常用的几种保护电路2.1 防浪涌软启动电路开关电源的输入电路大都采用电容滤波型整流电路,在进线电源合闸瞬间,由于电容器上的初始电压为零,电容器充电瞬间会形成很大的浪涌电流,特别是大功率开关电源,采用容量较大的滤波电容器,使浪涌电流达100A以上。
在电源接通瞬间如此大的浪涌电流,重者往往会导致输入熔断器烧断或合闸开关的触点烧坏,整流桥过流损坏;轻者也会使空气开关合不上闸。
上述现象均会造成开关电源无法正常工作,为此几乎所有的开关电源都设置了防止流涌电流的软启动电路,以保证电源正常而可靠运行。
图1是采用晶闸管V和限流电阻R1组成的防浪涌电流电路。
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。
图1 采用晶闸管和限流电阻组成的软启动电路图2是采用继电器K1和限流电阻R1构成的防浪涌电流电路。
电源接通瞬间,输入电压经整流(D1~D4)和限流电阻R1对滤波电容器C1充电,防止接通瞬间的浪涌电流,同时辅助电源Vcc经电阻R2对并接于继电器K1线包的电容器C2充电,当C2上的电压达到继电器K1的动作电压时,K1动作,其触点K1.1闭合而旁路限流电阻R1,电源进入正常运行状态。
限流的延迟时间取决于时间常数(R2C2),通常选取为0.3~0.5s。
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3所示电路替代RC延迟电路。
图2 采用继电器K1和限流电阻构成的软启动电路图3 替代RC的延迟电路2.2 过压、欠压及过热保护电路进线电源过压及欠压对开关电源造成的危害,主要表现在器件因承受的电压及电流应力超出正常使用的范围而损坏,同时因电气性能指标被破坏而不能满足要求。
开关电源芯片启动过压保护电路原理
开关电源芯片启动过压保护电路原理
开关电源芯片的过压保护电路通常是用来保护电路不受过大的
输入电压影响,以防止损坏电路元件或设备。
其原理主要包括以下
几个方面:
1. 过压检测,过压保护电路首先需要对输入电压进行检测,通
常会使用电压比较器或者其他传感器来监测输入电压是否超过设定
的阈值。
一旦检测到输入电压超过设定范围,保护电路会立即做出
响应。
2. 触发保护动作,当过压保护电路检测到输入电压超过设定范
围时,会立即触发保护动作,通常是通过控制开关电源芯片的工作
状态,使其停止工作或者减小输出功率,以减轻输入电压对电路的
影响。
3. 输出短路,有些过压保护电路还会通过输出短路的方式来保
护电路。
一旦检测到输入电压过高,保护电路会立即将开关电源芯
片的输出短路,以消耗过高的输入能量,保护电路和设备不受损害。
4. 自恢复功能,一些过压保护电路还具有自恢复功能,当输入
电压恢复正常范围后,保护电路会自动解除保护状态,使开关电源芯片恢复正常工作。
总的来说,过压保护电路的原理是通过检测输入电压、触发保护动作、输出短路等方式来保护开关电源芯片和其他电路元件,以确保整个电路系统的安全稳定运行。
详解开关电源的几种常用软启动电路
详解开关电源的几种常用软启动电路
开关电源的输入电路大都采用整流加电容滤波电路。
在输入电路合闸瞬间,由于电容器上的初始电压为零会形成很大的瞬时冲击电流。
(如图1所示),特别是大功率开关电源,其输入采用较大容量的滤波电容器,其冲击电流
可达100A以上。
在电源接通瞬间如此大的冲击电流幅值,往往会导致输入
熔断器烧断,有时甚至将合闸开关的触点烧坏,轻者也会使空气开关合不上闸,上述原因均会造成开关电源无法正常投入。
为此几乎所有的开关电源在
其输入电路设置防止冲击电流的软起动电路,以保证开关电源正常而可靠的
运行。
本文介绍了几种常用的软启动电路。
图1 合闸瞬间滤波电容电流波形
(1)采用功率热敏电阻电路
热敏电阻防冲击电流电路如图2所示。
它利用热敏电阻的Rt的负温度系数特性,在电源接通瞬间,热敏电阻的阻值较大,达到限制冲击电流的作用;
当热敏电阻流过较大电流时,电阻发热而使其阻值变小,电路处于正常工作
状态。
采用热敏电阻防止冲击电流一般适用于小功率开关电源,由于热敏电
阻的热惯性,重新恢复高阻需要时间,故对于电源断电后又需要很快接通的
情况,有时起不到限流作用。
图2 采用热敏电阻电路
(2)采用SCR-R电路
该电路如图3所示。
在电源瞬时接通时,输入电压经整流桥VD1 VD4和
限流电阻R对电容器C充电。
当电容器C充电到约80%的额定电压时,逆。
开关电源常用保护电路-过热、过流、过压以及软启动保护电路
1引言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。
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。
开关电源技术应用与维修[杨亚平][电子教案和教学指南]第8章
ML4824电路的脉宽调制功能能对占空比进行精确控 制,这对于高频变压器在大电流环境下工作时不出现磁饱 和是有利的。它可以避免磁致伸缩。利用MIA824制作的 开关电源具有软启动、欠电压锁定和过电压保护功能。
第8章 新型开关电源的应用与维修
图8-1 FAN4803的内部结构框图图
1—PFC电流驱动输出 2—GND 3—电流检测输入端 4—PFC输入端 5—反馈信号输入端 6—PWM电流检测输入 7—IC电源端 8—PWM脉冲输出端
8-2 FAN4803引脚排列图
第8章 新型开关电源的应用与维修
第8章 新型开关电源的应用与维修
第8章 新型开关电源的应用与维修
第8章 新型开关电源的应用与维修
目前,各种新型开关电源集成控制器不断出现,它们 都有各自的特点,同时,使用这些开关电源集成控制器构 成的新型开关电源也在不断生产出来。开关电源集成控制 器除控制主电路把交流电压转换成符合要求的高频方波脉 冲电压外,还要执行电压调整、电流检测、机温监视、电 路运行状况检测以及各种保护功能,以此保证所有参数在 电源运行过程中都不能超越正常值。
如果开关电源在工作运行期间输出电压一直偏高,则
应测试VH点和IC1的13脚Vcc电压,发现VH点电压为300V, 而IC1的13脚电压高达25V。其产生原因有两个:第一,稳 压二极管VS异常损坏,使Vcc电压不正常,处于高电压值; 第二,取样电阻R1的阻值太小,应换一只大阻值的电阻。 一般在输出电压偏高时,纹波电压会比正常值高几倍。
第8章 新型开关电源的应用与维修
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开关电源常用保护电路
-过热、过流、过压以及软启动保护电路
1 引言
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 . 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 2 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 的分压作用,使得 BG2 的基极电位比发射极电位低,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.。