过电压保护

过电压保护 1

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。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,使开关稳压器不能正常工作,甚至损坏内部器件,因此,有必要使用输入过电压保护电路。用晶体管和继电器所组成的保护电路如图3所示。

图3 输入过电压保护

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V导通，继电器动作，常闭接点断开，切断输入。其中稳压管的稳压值V z=ESrmax－UBE。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。

输出过电压保护在开关稳压电源中是至关重要的。特别对输出为5V的开关稳压器来说,它的负载是大量的高集成度的逻辑器件。如果在工作时,开关稳压器的开关三极管突然损坏,输出电位就可能立即升高到输入未稳压直流电源的电压值,瞬时造成很

大的损失。常用的方法是晶闸管短路保护。最简单的过电压保护电路如图4所示。

图4 简单的输出过电压保护

当输出电压过高时,稳压管被击穿,触发晶闸管导通,把输出端短路,造成过电流,通过保险丝或电路保护器将输入切断,保护了负载。这种电路的响应时间相当于晶闸管的开通时间，约为5～10μs。它的缺点是动作电压是固定的，温度系数大，动作点不稳定。另外，稳压管存在着参数的离散性，型号相同但过电压起动值却各不相同，给调试带来了困难。图5是改进后的电路。其中R1、R2是取样电路，Vz是基准电压。

图5 输出过电压保护

输出电压Esc突然升高，晶体管V1、V2导通，晶闸管就导通。基准电压Vz由式

Esc=(R1＋R2)(Vz＋UBEI)/R1

来确定，UBE1为V1的发射结（BE）电压降。本电路的动作电压可变，并且动作点相当稳定。当稳压管为7V时，其温度系数和晶体管V1的发射结（BE）电压的温度系数可以抵消，能使温度系数降得很低。但是对于输出为5～5.5V的直流开关稳压器来说，其常用的动作电压是 5.5～6V。那么稳压管电压必在 3.5V 以下，此电压附近的稳压管的温度变化系数是－20～－30mV /℃。因此,温度变化大的场合保护电路还会发生误动作。采用集成电路电压比较器来检测开关稳压器的输出电压，是目前较为常用的方法，利用比较器的输出状态的改变跟相应的逻辑电路配合，构成过电压保护电路，这种电路既灵敏又稳定。

过电压保护器原理图2

下图为过电压保护器原理图,当某种原因使电网电压突然升高时，会使正在运行的冰箱、洗衣机、电视机、音响、电脑等家用电器遭受不同程度的损坏，严重时还会因此而发生火灾，造成很大的经济损失。本文介绍一种简易的过电压保护装置，一旦电压超过允许范围即可自动断电，电压恢复正常又可自动接通，对家电起到保护作用。更多过压保护电路

工作原理

该装置工作原理见图1（点击下载原理图）。电容器C1将220V交流市电降压限流后，由二极管VD1、VD2整流，电容器C2担任滤波，得到12V左右的直流电压。当电网电压正常时，稳压二极管VDW不能被击穿导通，此时三极管VT处于截止状态，双向可控硅VS受到电压触发面导通，插在插座XS中的家电通电工作。

如果电网电压突然升高，超过250V，此时在RP中点的电压就导致VDW击穿导通，VDW导通后，又使得三极管VT导通，VT导通后，其集电极—发射极的压降很小，不足以触发VS，

又导致VS截止，因此插座XS中的家电断电停止工作，因而起到了保护的目的。一旦电网电压下降，VT又截止，VT的集电极电位升高，又触发VS导通，家电得电继续工作。

元器件选择与制作

元器件清单见下表。

该装置的调试十分简单，当电网电压为220V时，调整RP，使VDW不击穿，当电压升高至250V，VT饱和导通即可，调试时用一调压变压器来模拟市电的变化更方便。