开关电源各种保护电路实例详细解剖

发布时间:2024-11-12 21:27:25  

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一、输入欠压保护电路1


1、概述(电路类别、实现主要功能描述):


该电路属于输入欠压电路,当输入电压低于保护电压时拉低控制芯片的供电Vcc,从而关闭输出。


2、电路组成(原理图):

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3、工作原理分析(主要功能、性能指标及实现原理):


电源输入电压高于欠压保护设定点时,A点电压高于U4的Vref,U4导通,B点电压为低电平,Q4导通,Vcc供电正常;当输入电压低于保护电压时,A点电压低于U4的Vref,U4截止,B点电压为高电平,Q4截止,从而Vcc没有电压,此时Vref也为低电平,当输入电压逐渐升高时,A点电压也逐渐升高,当高于U4的Vref,模块又正常工作。R4可以设定欠压保护点的回差。


4、电路的优缺点:


该电路的优点:电路简单,保护点精确

缺点:成本较高。


5、应用的注意事项:


使用时注意R1,R2的取值,有时候需要两个电阻并联才能得到需要的保护点。还需要注意R1,R2的温度系数,否则高低温时,欠压保护点相差较大。


二、输入欠压保护电路2


1、概述(电路类别、实现主要功能描述):


输入欠压保护电路。当输入电压低于设定欠压值时,关闭输出;当输入电压升高到设定恢复值时,输出自动恢复正常。


2、电路组成(原理图):

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3、工作原理分析(主要功能、性能指标及实现原理):


输入电压在正常工作范围内时, Va大于VD4的稳压值,VT4导通,Vb为0电位,VT5截止, 此时保护电路不起作用;当输入电压低于设定欠压值时,Va小于VD4的稳压值,VT4截止,Vb为高电位,VT5导通,将COMP(芯片的1脚)拉到0电位,芯片关闭输出,从而实现了欠压保护功能。R21、VT6、R23组成欠压关断、恢复时的回差电路。当欠压关断时,VT6导通,将R21与R2并联,

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;恢复时,VT6截止,

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,回差电压即为(Vin’-Vin)。


4、电路的优缺点:


优点:电路形式简单,成本较低。

缺点:因稳压管VD4批次间稳压值的差异,导致欠压保护点上下浮动,大批量生产时需经常调试相关参数。


5、应用的注意事项:


VD4应该选温度系数较好的稳压管,需调试的元件如R2应考虑多个并联以方便调试。


输出过压保护电路


一、输出过压保护电路1


1、概述(电路类别、实现主要功能描述):


输出过压保护电路。当有高于正常输出电压范围的外加电压加到输出端或电路本身故障(开环或其他)导致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、电路组成(原理图):

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3、工作原理分析(主要功能、性能指标及实现原理):


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,同时通过IC4向原边反馈。


4、电路的优缺点:


优点:电路形式简单,成本较低。

缺点:因稳压管VD3批次间稳压值的差异,导致过压钳位点上下浮动,大批量生产时需经常调试相关参数。


5、应用的注意事项:


VD3应该选温度系数较好的稳压管,需调试的元件如R32应考虑多个并联以方便调试。

当过压保护电路起作用时,电路处于非正常工作状态。对于有输出电压上下调功能的电路,过压保护点应大于输出电压上调最大值。


二、输出过压保护电路2


1、概述(电路类别、实现主要功能描述):


输出过压保护电路。当有高于正常输出电压范围的外加电压加到输出端或电路本身故障(开环或其他)导致输出电压高于正常值时,此电路会将输出电压稳定在设定值。


2、电路组成(原理图):

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3、工作原理分析(主要功能、性能指标及实现原理):


输出过压时,Va>Vref,IC3导通,通过IC4向原边反馈,输出电压稳定在设定的过压保护值。


4、电路的优缺点:


优点:输出过压保护值可以精确设置。

缺点:相对稳压管钳位方式成本稍高一些。


5、应用的注意事项:


当过压保护电路起作用时,电路处于非正常工作状态。对于有输出电压上下调功能的电路,过压保护点应大于输出电压上调最大值。


过压保护自锁控制电路


1、概述(电路类别、实现主要功能描述):


在电源系统中,当反馈回路失效时,输出电压不受控,电压升高超出规定范围,此时过高的输出电压有可能造成后续电器设备的损坏。为解决这问题,通常在电源中增加过压保护电路。过压保护的方式一般有三种。

A、钳位型:当反馈失效时,通过过压钳位电路将输出电压钳位在一个定值。

B、间歇保护型:当反馈失效时,通过保护电路使输出电压来回重启,输出电压的最高点为过压保护点。

C、自锁型:当输出电压达到过压保护点时,电路动作,关闭PWM使模块无输出。在排除故障后再重启电源输出才正常供电。下述电路为自锁型控制电路。


2、电路组成(原理图):

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3、工作原理分析(主要功能、性能指标及实现原理):


上图中为隔离的自锁型控制电路。当过压保护信号CONTROL端给出一个高电平时,U1中的三极管导通,VCC为整个电路的供电端。Vcc经R5给Q2一个基极电流,Q1导通并进入饱和状态,SHUT端被Q2拉至低电平,PWM关闭电源无输出。Q2同时控制Q1的导通。当 Q2导通时,Q1的基极电流经R2到地,Q1导通,经R3再提供一个基极电流给Q2,维持Q2的导通。Q1及R1、R2、R3构成了Q2的正反馈电路。


4、电路的优缺点:


优点:可有效的进行自锁保护,整个电路等效于一个可控硅

缺点:整个电路需要一个固定的Vcc。当PWM电源端无供电时,也需保证上图中VCC电压的存在。


5、应用的注意事项:


1.此电路要有持续的供电自锁才有效。

2.此电路不宜使用在无人值守的电源系统里。


过温保护电路


1、概述(电路类别、实现主要功能描述):


该电路属于过温保护电路,但温度高于设定的保护点时,关闭模块输出,当温度恢复后自动开启模块。


2、电路组成(原理图):

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3、工作原理分析(主要功能、性能指标及实现原理):


稳压管给U103MAX6501提供5V电压,温度正常时,U103的五脚输出高电平,当温度超过保护点时U103的五脚输出低电平,当温度恢复后,U103的五脚输出高电平。


文章来源于:电路大讲堂    原文链接
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