很是典范 开关电源“各类掩护电路”实例详解-KIA MOS管
信息来历：本站 日期：2020-06-01
鉴于电源电路存在一些不不变身分，而设想用来避免此类不不变身分影响电路结果的回路称作掩护电路。比方有过流掩护、过压掩护、过热掩护、空载掩护、短路掩护等。
电力电子开关器件在选用时要留有必然的裕度，确保器件的宁静靠得住利用。同时还必须有掩护电路，避免毛病发生形成器件破坏。掩护电路首要包含过流掩护，过压掩护及过热掩护。
过流掩护
过流掩护经由过程在电路中串连疾速熔断器完成，合用于晶闸管和GTO，因为它们有较高的浪涌电流蒙受能力。对MOSFET、GTR、IGBT，因为它们蒙受过流能力很低，是以必须有特地的过流掩护电路，并请求过流掩护电路在刹时完成过流检测、旌旗灯号传递，掩护举措，在微秒级时辰内将电流限制在过载能力之内。今朝常常利用的体例有：监控法，霍耳电流传感器掩护法。
过压掩护
多种缘由会致使电力电子电路发生过电压，如开关器件的关断、电源开关的合断等。因为电路中的寄生电感的存在，各类缘由致使的电流渐变就会发生电压尖峰，从而形成过电压。压敏元件是完成过压掩护的首要体例，首要包含压敏电阻和抗雷击瞬态电压按捺器。当端电压跨越某一值时，压敏电阻就会急剧减小，从而将瞬态过电压按捺。
过热掩护
电力电子开关器件在任务时自身会耗损功率，如导通消耗、开关消耗等，这些消耗转换为热量，会使器件的结温下降，致使器件任务不普通，乃至致使器件破坏。是以，在器件任务时，必须实时将发生的热量披发进来，保障器件温度在一个适合的规模内，这便是散热设想的首要内容，它是电力电子电路设想的一个首要局部。
1、概述（电路种别、完成首要功效描写）：
该电路属于输出欠压电路，当输出电压低于掩护电压时拉低节制芯片的供电Vcc，从而封闭输出。
2、电路构成（道理图）：
3、任务道理阐发(首要功效、机能目标及完成道理):
当电源输出电压低于欠压掩护设定点时，A点电压高于U4的Vref，U4导通，B点电压为低电平，Q4导通，Vcc供电普通；当输出电压低于掩护电压时，A点电压低于U4的Vref，U4停止，B点电压为高电平，Q4停止，从而Vcc不电压，此时Vref也为低电平，当输出电压逐步下降时，A点电压也逐步下降，当高于U4的Vref，模块又普通任务。R4能够设定欠压掩护点的回差。
4、电路的优错误谬误
该电路的长处：电路简略，掩护点切确
错误谬误：本钱较高。
5、利用的注重事变：
利用时注重R1，R2的取值，偶然候须要两个电阻并联能力获得须要的掩护点。还须要注重R1，R2的温度系数，不然高高温时，欠压掩护点相差较大。
1、概述（电路种别、完成首要功效描写）：
输出欠压掩护电路。当输出电压低于设定欠压值时，封闭输出；当输出电压下降到设定规复值时，输出主动规复普通。
2、电路构成（道理图）：
3、任务道理阐发(首要功效、机能目标及完成道理):
输出电压在普通任务规模内时， Va大于VD4的稳压值，VT4导通，Vb为0电位，VT5停止， 此时掩护电路不起感化；当输出电压低于设定欠压值时，Va小于VD4的稳压值，VT4停止，Vb为高电位，VT5导通，将COMP（芯片的1脚）拉到0电位，芯片封闭输出，从而完成了欠压掩护功效。 R21、VT6、R23构成欠压关断、规复时的回差电路。当欠压关断时,VT6导通，将R21与R2并联，
规复时，VT6停止，
回差电压即为(Vin’-Vin)。
4、电路的优错误谬误
长处：电路情势简略，本钱较低。
错误谬误：因稳压管VD4批次间稳压值的差别，致使欠压掩护点高低浮动，多量量出产时需常常调试相干参数。
5、利用的注重事变：
VD4应当选温度系数较好的稳压管，需调试的元件如R2招斟酌多个并联以便利调试。
1、概述（电路种别、完成首要功效描写）：
输出过压掩护电路。当有高于普通输出电压规模的外加电压加到输出端或电路自身毛病（开环或其余）致使输出电压高于稳压值时，此电路会将输出电压钳位在设定值。
2、电路构成（道理图）：
3、任务道理阐发(首要功效、机能目标及完成道理):
输出过压时，加在VD3上的电压大于其稳压值时，VD3导通，输出电压被钳位，同时经由过程IC4向原边反应。
4、电路的优错误谬误
长处：电路情势简略，本钱较低。
错误谬误：因稳压管VD3批次间稳压值的差别，致使过压钳位点高低浮动，多量量出产时需常常调试相干参数。
5、利用的注重事变：
VD3应当选温度系数较好的稳压管，需调试的元件如R32招斟酌多个并联以便利调试。
当过压掩护电路起感化时，电路处于非普通任务状况。对有输出电压高低调功效的电路，过压掩护点应大于输出电压上调最大值。
1、概述（电路种别、完成首要功效描写）：
输出过压掩护电路。当有高于普通输出电压规模的外加电压加到输出端或电路自身毛病（开环或其余）致使输出电压高于普通值时，此电路会将输出电压不变在设定值。
2、电路构成（道理图）：
3、任务道理阐发(首要功效、机能目标及完成道理):
输出过压时，Va>Vref，IC3导通，经由过程IC4向原边反应,输出电压不变在设定的过压掩护值。
4、电路的优错误谬误
长处：输出过压掩护值能够切确设置。
错误谬误：绝对稳压管钳位体例本钱稍高一些。
5、利用的注重事变：
当过压掩护电路起感化时，电路处于非普通任务状况。对有输出电压高低调功效的电路，过压掩护点应大于输出电压上调最大值。
1、概述（电路种别、完成首要功效描写）：
在电源体系中，当反应回路生效时，输出电压不受控，电压下降超越划定规模，此时太高的输出电压有能够形成后续电器装备的破坏。为处理这题目，凡是在电源中增添过压掩护电路。过压掩护的体例普通有三种。
A、钳位型：当反应生效时，经由过程过压钳位电路将输出电压钳位在一个定值。
B、间歇掩护型：当反应生效时，经由过程掩护电路使输出电压往返重启，输出电压的最高点为过压掩护点。
C、自锁型：当输出电压到达过压掩护点时，电路举措，封闭PWM使模块无输出。在解除毛病后再重启电源输出才普通供电。下述电路为自锁型节制电路。
2、电路构成（道理图）：
3、任务道理阐发(首要功效、机能目标及完成道理):
上图中为断绝的自锁型节制电路。当过压掩护旌旗灯号CONTROL端给出一个高电日常平凡，U1中的三极管导通，VCC为全部电路的供电端。Vcc经R5给Q2一个基极电流，Q1导通并进入饱和状况，SHUT端被Q2拉至低电平，PWM封闭电源无输出。Q2同时节制Q1的导通。当 Q2导通时，Q1的基极电流经R2到地，Q1导通，经R3再供给一个基极电流给Q2，保持Q2的导通。Q1及R1、R2、R3构成了Q2的正反应电路。
4、电路的优错误谬误
长处：可有用的停止自锁掩护，全部电路等效于一个可控硅。
错误谬误：全部电路须要一个牢固的Vcc。当PWM电源端无供电时，也需保障上图中VCC电压的存在。
5、利用的注重事变：
1． 此电路要有延续的供电自锁才有用。
2． 此电路不宜利用在无人值守的电源体系里。
1、概述（电路种别、完成首要功效描写）：
该电路属于过温掩护电路，但温度高于设定的掩护点时，封闭模块输出，当温度规复后主动开启模块。
2、电路构成（道理图）：
3、任务道理阐发(首要功效、机能目标及完成道理):
稳压管给U103MAX6501供给5V电压，温度普通时，U103的五脚输出高电平，当温度跨越掩护点时U103的五脚输出低电平，当温度规复后，U103的五脚输出高电平。
4、电路的优错误谬误
该电路的长处：电路简略，切确度高。
错误谬误：本钱较高。
5、利用的注重事变：
5.1 MAX6501的3脚和1脚相连时，回差温度是10℃，当其3脚和地相连时，回差温度是2℃。
5.2 MAX6501的供电电压不能跨越7V，不然会破坏。
5.3 MAX6501必然要安排在最热局部的四周。
1、概述（电路种别、完成首要功效描写）：
本电路接纳热敏电阻检测基板温度，热敏电阻阻值随基板温度变更而变更， 热敏电阻阻值的变更致使运放输出电压变更，从而完成运放的翻转节制PWM芯片的输出，进而将模块封闭。
2、电路构成（道理图）：
3、任务道理阐发(首要功效、机能目标及完成道理，关头参数计较阐发)：
R99热敏电阻是负温度系数热敏电阻，常温时，R99=100k，R99与R94的分压0.45V为U2运放的负输出，远低于运放的正输出2.5V（R23与R97分压），是以运放的输出是高电平，对LM5025的SS端无影响，模块普通任务。
跟着基板温度下降，R99电阻阻值减小，当减小到必然值时，使得运放的负输出大于正输出时，运放输出低电平，将LM5025的SS拉低，从而封闭模块输出；温度掩护点能够恰当调剂R94，R23，R97的阻值而响应地调剂。
模块封闭输出后（过温掩护），基板温度会下降，R99阻值会增大，运放的负输出会下降，为使运放的普通翻转，引入电阻R98，道理是运放输出低后，R98相称于与R97并联，将运放的基准变低，拉开运放正负输出的电压间距，从而完成温度回差。比方基板温度90℃时掩护，80℃时开启。
4、关头参数计较阐发
4.1 运放正输出电压：VR97=Vref2=5/（1+R23/R97）=5/（1+10/10）=2.5V
4.2 运放负输出电压VR94+0.007=VR97=5*R94/(R99+R94）+0.007,
4.3 得出温度掩护时热敏电阻的阻值：R99（t）=（Vref*R24/（Vref*R97/（R23+R97）-0.007））-R94
4.4 斟酌容差时的计较见下表：
温度回差=82.6-77.3=5.3℃
5、电路的优错误谬误
长处: 温度掩护点及温度回差很容停止调剂
错误谬误： 温度精确度偏低
电路比接纳温度开关略庞杂
温度掩护时反应的是热敏电阻四周的基板温度，不能反应模块的最高器件的温度，不过这能够在设想时处理，比方基板温度在90℃掩护，现实板上器件最高温度已达130℃，就能够恰当调剂温度掩护点，从而起到掩护感化。
6、利用的注重事变
尽可能将热敏电阻安排在发烧器件四周。
接洽体例：邹师长教师
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