【正文】
output current and output voltage conditions, the switch of the dynamic load line does not exceed a safe working area DC maximum input voltage, input overvoltage protection is the voltage value. 2) the switching regulator output limit given by the technical indicators within. Work within the required temperature range, the switching regulator39。 optical Police instructions can be eyecatching and fault alarm and pointed out that the fault location and type. Protection measures should be protected as to determine the location. In the highpower, multichannel power supply, always paying, DC circuit breakers, relays, etc. highsensitivity autoprotection measures, to cut off the input power supply to stop working the system from damage. Through the logic control circuit to make the appropriate program cutoff switch transistor is sensitive it is convenient and economic. This eliminated large, long response time, the price of your highpower relay or circuit breaker. 4) the power of putting in the protection circuit will be affected after the reliability of the system, for which want to protect the reliability of the circuit itself is higher in order to improve the reliability of the entire power system, thereby increasing its own power supply MTBF. This requires the protection of strict logic, the circuit is simple, at least ponents, 7 In addition to the protection circuit should also be considered a failure of maintenance of their difficulty and their power to protect the damage. Therefore, we must be prehensive and systematic consideration of a variety of switching power supply protection measures to ensure the normal operation of switching power supplies and highefficiency and high reliability. 譯自 : 熊福生 , 直流 開關(guān)電源保護(hù)技術(shù) ,廣州: 電源世界期刊 [P], 直流開關(guān)穩(wěn)壓電源的保護(hù)技術(shù) 摘 要 : 討論了直流開關(guān)穩(wěn)壓電源的保護(hù)系統(tǒng) ,提出保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則和整機(jī)保護(hù)的措施,分析了開關(guān)穩(wěn)壓電源中的各種保護(hù)的特點(diǎn)及其設(shè)計(jì)方法 ,介紹了幾種實(shí)用保護(hù)電路。晶體管和集成器件耐受電、熱沖擊的能力較差。保護(hù)電路的種類很多 ,這里介紹極性保護(hù)、程序保護(hù)、過電流保護(hù)、過電壓保護(hù)、欠電壓保護(hù)以及過熱保護(hù)等電路。 極性保護(hù) 直流開關(guān)穩(wěn)壓器的輸入一般都是未穩(wěn)壓直流電源。極性保護(hù)的目的 ,就是使開關(guān)穩(wěn)壓器僅當(dāng)以正確的極性接上未穩(wěn)壓直流電源時(shí)才能工作。最簡單的極性保護(hù)電路如圖 1 所示。在較大功率的場合 ,則把極性保護(hù)電路作為程序保護(hù)中的一個(gè)環(huán)節(jié) ,可以省去極性保護(hù)所需的大功率二極管 ,功耗也將減小。 程序保護(hù) 開關(guān)穩(wěn)壓電源的電路比較復(fù)雜 ,基本上可以分為小功率的控制部分和大功率的開關(guān)部分。為此 ,要保證正確的開機(jī)程序。在開機(jī)瞬間 ,濾波電容器會(huì)流過很大的浪涌電流 ,這個(gè)浪涌電流可以為正常輸入電流的數(shù)倍。另外 ,浪涌電流也會(huì)損害電容器 ,使之壽命縮短 ,過早損壞。為了不使該限流電阻消耗過多的功率,以致影響開關(guān)穩(wěn)壓器的正常工作 ,而在開機(jī)暫態(tài)過程結(jié)束后,用一個(gè)繼電器自動(dòng)短接它 ,使直流電源直接 對開關(guān)穩(wěn)壓器供電。 開關(guān)穩(wěn)壓器的控制電路中的邏輯組件或者運(yùn)算放大器需用輔助電源供電。這可用開機(jī)程序控制電路來保證。 在開關(guān)穩(wěn)壓器中 ,剛開機(jī)時(shí) ,因?yàn)槠漭敵鲭娙萑萘看?,充到額定輸出電壓值需要一定時(shí)間。為此 ,要求在開機(jī)這一段時(shí)間內(nèi) ,開關(guān)調(diào)制電路輸出給開關(guān)三極管基極的脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號,能保證開關(guān)三極管由截止逐漸趨于正常的開關(guān)狀態(tài),故而要加設(shè)開機(jī)保護(hù)以配合軟啟動(dòng)。故而在開關(guān)穩(wěn)壓器中過電流保護(hù)是常用的。由于晶體管的熱容量小 ,普通保險(xiǎn)絲一般不能起到保護(hù)作用 ,常用的是快速熔斷保險(xiǎn)絲。這種過流保護(hù)措施的缺點(diǎn)是帶來經(jīng)常更換保險(xiǎn)絲的不便。但是 ,根據(jù)開關(guān)穩(wěn)壓器的特點(diǎn) ,這種保護(hù)電路的輸出不能直接控制開關(guān)三極管 ,而必須使過電流保護(hù)的輸出轉(zhuǎn)換為脈沖指令 ,去控制調(diào)制器以保護(hù)開關(guān)三極管。而在大功率的開關(guān)穩(wěn)壓電源中 ,考慮到功耗,應(yīng)盡量避免取樣電阻的接入。 9 過電壓保護(hù) 開關(guān)穩(wěn)壓器的過電壓保護(hù)包括輸入過電壓保護(hù)和輸出過電壓保護(hù)。 在該電路中,當(dāng)輸入直流電源的電壓高于穩(wěn)壓二極管的擊穿電壓值時(shí),穩(wěn)壓管擊穿,有電流流過電阻 R, 使晶體管 V 導(dǎo)通,繼電器動(dòng)作,常閉接點(diǎn)斷開,切 斷輸入。輸入 電源的極性保護(hù)電路可以跟輸入過電壓保護(hù)結(jié)合在一起 ,構(gòu)成極性 保護(hù)鑒別與過電壓保護(hù)電路。特別對輸出為 5V 的開關(guān)穩(wěn)壓器來說 ,它的負(fù)載是大量的高集成度的邏輯器件。常用的方法是晶閘管短路保護(hù)。這種電路的響應(yīng)時(shí)間相當(dāng)于晶閘管的開通時(shí)間,約為 5~ 10μs 。另外,穩(wěn)壓管存在著參數(shù)的離散性,型號相同但過電壓起動(dòng)值卻各不相同,給調(diào)試帶來了困難。輸入直流電源電壓下降到規(guī)定值之下時(shí),會(huì)導(dǎo)致開關(guān)穩(wěn)壓器的輸出電壓跌落,輸入電流增大,既危及開關(guān)三極管,也危及輸入電源。簡單的欠電壓保護(hù)如圖 6所示。當(dāng)輸入低于所允許的最低電壓值時(shí),穩(wěn)壓管 ZD 不通, V 截止,觸點(diǎn)跳開,開關(guān)穩(wěn)壓器不能工作。特別在升壓型或反相升壓型的直流開關(guān)穩(wěn)壓器中欠電壓的保護(hù)是跟過電流保護(hù)緊密相關(guān)的,因而更加重要。 正常時(shí),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(zhuǎn),驅(qū)動(dòng)告警電路 。 過熱保護(hù) 開關(guān)穩(wěn)壓器的高集成化和輕量小體積,使其單位體積內(nèi)的功率密度大大提高,電源裝置內(nèi)部的元器件對其工作環(huán)境溫度的要求也相應(yīng)提高。因此在大功率開關(guān)穩(wěn)壓器中應(yīng)該設(shè)過熱保護(hù)。亦可將溫度繼電器置于開關(guān)三極管的附近,一般大功率管允許的最高管殼溫度是 75℃ ,調(diào)節(jié)溫度整定值為 60℃ 。半導(dǎo)體熱敏開關(guān)器件 “ 熱晶閘管 ” 在超溫保護(hù)方面有重要作用。根據(jù) p型控制柵熱晶閘管 (TT102)的特性,由 RT 值確定該器件的導(dǎo)通溫度, RT越大,導(dǎo)通溫度越低。當(dāng)功率管的管殼溫度或者裝置內(nèi)部的溫度超過允許值時(shí),熱晶閘管就導(dǎo)通,使發(fā)光二極管發(fā)亮告警。它亦可以用作功率晶體管的過熱保護(hù),晶體開關(guān)管的基極電流被 n 控制柵型熱晶閘管TT201 旁路,開關(guān)管截止,切斷集電極電流 ,防止過熱。對一個(gè)給定的開關(guān)穩(wěn)壓電源來說,還應(yīng)從整機(jī)保護(hù)方面考慮以下幾點(diǎn): ( 1) 把開關(guān)穩(wěn)壓器中所應(yīng)用的開關(guān)三極管限制在直流安全工作區(qū)域之內(nèi)工作。根據(jù)集電極電流的最大值來確定輸入過電流的保護(hù)值。在額定輸出電流與輸出電壓的條件下 ,開關(guān)管的動(dòng)態(tài)負(fù)載線不超過直流安全工作區(qū)的最大輸入電壓 ,就是輸入 過電壓保護(hù)的電壓值。在所要求的工作溫度范圍內(nèi) ,開關(guān)穩(wěn)壓器的輸出電壓的上、下限就是輸出過、欠電壓保護(hù)的電壓值。為了不誤告警 ,保護(hù)值應(yīng)適當(dāng)留一定的余量。一般告警措施有聲警和光警兩種。光警可以醒目地指示故障告警并指出故障發(fā)生的部位和類型。在大功率 ,多路電源的場合 ,總是用交、直流斷路器 ,高靈敏繼電器等構(gòu)成自動(dòng)保護(hù)措施 ,切斷電源的輸入使系統(tǒng)停止工作 ,免受損害。這樣可以省去體積大 ,響應(yīng)時(shí)間長 ,價(jià)格貴的大功率繼電器或斷路器。這就要求保護(hù)的邏輯嚴(yán)密 ,電路簡單、元器件最少,除此而外還要考慮到保護(hù)電路本身出故障時(shí)維修難度和其所保護(hù)的電源損壞程 度。