淺談開關(guān)電源的過流保護(hù)電路

ID:367157 · 發(fā)表于 2021-5-12 10:29

圖中兩種電路的工作原理是:
(a) 圖:在輸出端有過載或短路情況發(fā)生時(shí),此時(shí)初級(jí)電流會(huì)很快的增加,Rsc 上的就會(huì)產(chǎn)生電壓,此電壓超過 B-E 的導(dǎo)通電壓,那么Q2就會(huì)導(dǎo)通,就會(huì)把Q2 集電極電位拉到地,如果接的是震蕩電路此時(shí)就會(huì)導(dǎo)至震蕩電路停止工作,從而達(dá)到保護(hù)的目的.
Rsc的取值是:

Rsc=Vbe/Ip
(b)圖中的電路是一種常用的限流保護(hù)電路,在反擊或者正激電路中受到設(shè)計(jì)者的歡迎.他的工作過程和(a)圖的工作過程有些類似,但是他有些很好的優(yōu)點(diǎn),
首先,比較器的電流限制激發(fā)臨限電壓可預(yù)制到一個(gè)精確的且可預(yù)制的準(zhǔn)位上,這就相當(dāng)于雙極性三極管有較大 Vbe 電壓范圍的臨限電壓值,
其次是此臨限電壓足夠的小,基本上是 100MV和 200MV,因此電流限制電組就可較小,這樣就可以提高效率.
2).應(yīng)用在基極驅(qū)動(dòng)器的電流限制電路

上圖所畫的電流限制電路圖適合于各種電路的電源供應(yīng)器.此種電路的輸出部分是與控制電路共地的.
工作原理是:在正常的工作情況下,流入到 Rsc 上的 I l 不會(huì)產(chǎn)生很大的壓降,那么就不會(huì)使 Q1導(dǎo)通,若負(fù)載電流
足夠大就會(huì)在 Rsc上產(chǎn)生電壓,使 Q1 導(dǎo)通.若Q1 在 OFF裝態(tài)時(shí),而且 Ic1=0時(shí) C1會(huì)全部放電掉,因此Q2 也會(huì)
處于 OFF狀態(tài),如果 Il電流逐漸增加時(shí),則Il*Rsc=VbeQ1+Ib1R1
此時(shí)會(huì)集電極會(huì)有電流Ic1流過,并有下面的時(shí)間常數(shù)將C1 充電
T=R2*C1
那么 C1上的電壓是:
Vc1=Ib2R3+VbeQ2
為了使為了使電容器電壓的負(fù)載效應(yīng)減到最低值,我們可選用具有較高的 HFE 的達(dá)林凳管子來代替 Q2,這樣
可以把基極電流限制在微安培,我門在選擇電阻 R4時(shí)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 R3.這樣當(dāng)電流過載時(shí),C1電容會(huì)快速放電.
R2的取值如下:
IBL=(V1-VBEQ1)/R1
而且 Ic1=HfeQ1IBLMAX
所以,R2>=(V1-VCEMAX)R1/(V1-VBEQ1)
在適當(dāng)?shù)碾娐吩O(shè)計(jì)上,VCE 能夠快速的到達(dá)其電壓值,并將 Q2 三極管偏壓到導(dǎo)通狀態(tài),這樣一來就可以關(guān)閉穩(wěn)
壓器的驅(qū)動(dòng)信號(hào).
當(dāng)過載除去后,電路會(huì)自動(dòng)恢復(fù)到工作狀態(tài).如果使用具有固定電流限制比較器的 IC PWM 控制電路,則圖一B
的電路,我們將電流限制電阻器 RSC放到輸出的正端上,就能獲的良好的電流限制效果.
以上這兩種方法在檢測(cè)電流情況都工作良好.但是功率電阻器 RSC 的存在可能會(huì)變成不受歡迎的,尤其是在高電流輸出下會(huì)造成功率的消耗,影響到整機(jī)的效率.,真對(duì)于次會(huì)有另一種方法來克服這種問題,.那就是用變壓
器來檢測(cè)過電流.并且電路中無消耗功率的元器件,如圖所示

工作原理是:T1 用來檢測(cè)負(fù)載電流 IL,因此電阻 R1 會(huì)有成比例的電壓產(chǎn)生.D3 為整流二極管,R3 C1 整流后的
濾波電路,若電流過載發(fā)生時(shí),電容器 C1 上的電壓會(huì)增加到穩(wěn)壓二極管 Z1 的導(dǎo)通電壓,此時(shí)三極管 Q1 會(huì)導(dǎo)通,
因此 Q1 集電極上的信號(hào)可以關(guān)閉穩(wěn)壓器的驅(qū)動(dòng)信號(hào).
要注意的是:T1的設(shè)計(jì),材料的選擇要用陶鐵磁和MPP的環(huán)形鐵芯,但是鐵芯不能工作在飽和狀態(tài),
圈數(shù)的設(shè)計(jì):
初級(jí)圈數(shù)一般選一圈,次級(jí)圈數(shù)的選擇右次級(jí)的電壓所決定,
NP/NS=IS/IP
由于 IR=VS/R1
因此在最大指定負(fù)載電流 IC情況下,次級(jí)圈數(shù)必須能在電容器 C1上產(chǎn)生所期望的電壓值,所以
NS=NP*IRR1/(Vs+Vd3)
至此我門就可以繞制一個(gè)精確的變壓器,而在實(shí)際的電路測(cè)試上必須在圈數(shù)上稍做調(diào)整,以便能做到最佳的性
能.

還有一種電流限制電路:
如圖所示

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