討論開關電源的過流保護電路
發布時間:2011-07-28
中心議題:
開kai關guan電dian源yuan作zuo為wei現xian代dai電dian子zi產chan品pin的de供gong電dian設she備bei,不bu僅jin其qi性xing能neng要yao滿man足zu供gong電dian設she備bei的de需xu求qiu,自zi身shen保bao護hu措cuo施shi也ye很hen關guan鍵jian。為wei了le提ti高gao開kai關guan電dian源yuan的de可ke靠kao性xing,使shi其qi能neng夠gou在zai惡e劣lie環huan境jing以yi及ji突tu發fa故gu障zhang情qing況kuang下xia安an全quan可ke靠kao地di工gong作zuo,需xu要yao設she計ji合he理li的de保bao護hu電dian路lu。
1 開關電源常用過流保護電路
1.1 采用電流傳感器進行電流檢測
過流檢測傳感器的工作原理如圖1所示。通過變流器所獲得的變流器次級電流經I/V轉(zhuan)換(huan)成(cheng)電(dian)壓(ya),該(gai)電(dian)壓(ya)直(zhi)流(liu)化(hua)後(hou),由(you)電(dian)壓(ya)比(bi)較(jiao)器(qi)與(yu)設(she)定(ding)值(zhi)相(xiang)比(bi)較(jiao),若(ruo)直(zhi)流(liu)電(dian)壓(ya)大(da)於(yu)設(she)定(ding)值(zhi),則(ze)發(fa)出(chu)辨(bian)別(bie)信(xin)號(hao)。但(dan)是(shi)這(zhe)種(zhong)檢(jian)測(ce)傳(chuan)感(gan)器(qi)一(yi)般(ban)多(duo)用(yong)於(yu)監(jian)視(shi)感(gan)應(ying)電(dian)源(yuan)的(de)負(fu)載(zai)電(dian)流(liu),為(wei)此(ci)需(xu)采(cai)取(qu)如(ru)下(xia)措(cuo)施(shi)。由(you)於(yu)感(gan)應(ying)電(dian)源(yuan)啟(qi)動(dong)時(shi),啟(qi)動(dong)電(dian)流(liu)為(wei)額(e)定(ding)值(zhi)的(de)數(shu)倍(bei),與(yu)啟(qi)動(dong)結(jie)束(shu)時(shi)的(de)電(dian)流(liu)相(xiang)比(bi)大(da)得(de)多(duo),所(suo)以(yi)在(zai)單(dan)純(chun)監(jian)視(shi)電(dian)流(liu)電(dian)瓶(ping)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia),感(gan)應(ying)電(dian)源(yuan)啟(qi)動(dong)時(shi)應(ying)得(de)到(dao)必(bi)要(yao)的(de)輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao),必(bi)須(xu)用(yong)定(ding)時(shi)器(qi)設(she)定(ding)禁(jin)止(zhi)時(shi)間(jian),使(shi)感(gan)應(ying)電(dian)源(yuan)啟(qi)動(dong)結(jie)束(shu)前(qian)不(bu)輸(shu)出(chu)不(bu)必(bi)要(yao)的(de)信(xin)號(hao),定(ding)時(shi)結(jie)束(shu)後(hou),轉(zhuan)入(ru)預(yu)定(ding)的(de)監(jian)視(shi)狀(zhuang)態(tai)。

1.2 啟動浪湧電流限製電路
開kai關guan電dian源yuan在zai加jia電dian時shi,會hui產chan生sheng較jiao高gao的de浪lang湧yong電dian流liu,因yin此ci必bi須xu在zai電dian源yuan的de輸shu入ru端duan安an裝zhuang防fang止zhi浪lang湧yong電dian流liu的de軟ruan啟qi動dong裝zhuang置zhi,才cai能neng有you效xiao地di將jiang浪lang湧yong電dian流liu減jian小xiao到dao允yun許xu的de範fan圍wei內nei。浪lang湧yong電dian流liu主zhu要yao是shi由you濾lv波bo電dian容rong充chong電dian引yin起qi,在zai開kai關guan管guan開kai始shi導dao通tong的de瞬shun間jian,電dian容rong對dui交jiao流liu呈cheng現xian出chu較jiao低di的de阻zu抗kang。如ru果guo不bu采cai取qu任ren何he保bao護hu措cuo施shi,浪lang湧yong電dian流liu可ke接jie近jin數shu百baiA。
開關電源的輸入一般采用電容整流濾波電路如圖2所示,濾波電容C可選用低頻或高頻電容器,若用低頻電容器則需並聯同容量高頻電容器來承擔充放電電流。圖中在整流和濾波之間串入的限流電阻Rsc是為了防止浪湧電流的衝擊。合閘時Rsc限製了電容C的充電電流,經過一段時間,C上的電壓達到預置值或電容C1上電壓達到繼電器T動作電壓時,Rsc被短路完成了啟動。同時還可以采用可控矽等電路來短接Rsc。當合閘時,由於可控矽截止,通過Rsc對電容C進行充電,經一段時間後,觸發可控矽導通,從而短接了限流電阻Rsc。
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1.3 采用基極驅動電路的限流電路
在(zai)一(yi)般(ban)情(qing)況(kuang)下(xia),利(li)用(yong)基(ji)極(ji)驅(qu)動(dong)電(dian)路(lu)將(jiang)電(dian)源(yuan)的(de)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)和(he)開(kai)關(guan)晶(jing)體(ti)管(guan)隔(ge)離(li)開(kai)。控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)與(yu)輸(shu)出(chu)電(dian)路(lu)共(gong)地(di),限(xian)流(liu)電(dian)路(lu)可(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)與(yu)輸(shu)出(chu)電(dian)路(lu)連(lian)接(jie),工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)如(ru)圖(tu)3所示,當輸出過載或者短路時,V1導通,R3兩端電壓增大,並與比較器反相端的基準電壓比較。控製PWM信號通斷。
1.4 通過檢測IGBT的Vce
當電源輸出過載或者短路時,IGBT的Vce值則變大,根據此原理可以對電路采取保護措施。對此通常使用專用的驅動器EXB841,其內部電路能夠很好地完成降柵以及軟關斷,並具有內部延遲功能,可以消除幹擾產生的誤動作。其工作原理如圖4所示,含有IGBT過流信息的Vce不直接發送到EXB841的集電極電壓監視腳6,而是經快速恢複二極管VD1,通過比較器IC1輸出接到EXB841的腳6,從而消除正向壓降隨電流不同而異的情況,采用閾值比較器,提高電流檢測的準確性。假如發生了過流,驅動器:EXB841的低速切斷電路會緩慢關斷IGBT,從而避免集電極電流尖峰脈衝損壞IGBT器件。
2 結束語
jinnianlai,kaiguandianyuandeyingyongguangfan,duiqikekaoxingyeyoulegenggaodeyaoqiu。yidandianzichanpinchuxianleguzhang,ruguodianzichanpinshuruduanduanluhuozheshuchuduankailu,zedianyuanbixuguanbiqishuchudianya,cainengbaohugonglvMOSFET和he輸shu出chu端duan設she備bei等deng不bu被bei燒shao毀hui,否fou則ze可ke能neng引yin起qi電dian子zi產chan品pin的de進jin一yi步bu損sun壞huai,甚shen至zhi引yin起qi操cao作zuo人ren員yuan的de觸chu電dian及ji火huo災zai等deng。所suo以yi開kai關guan電dian源yuan的de過guo流liu保bao護hu功gong能neng一yi定ding要yao完wan善shan。
- 開關電源的過流保護電路技術
- 采用電流傳感器進行電流檢測
- 啟動浪湧電流限製電路
- 采用基極驅動電路的限流電路
- 通過檢測IGBT的Vce的技術
開kai關guan電dian源yuan作zuo為wei現xian代dai電dian子zi產chan品pin的de供gong電dian設she備bei,不bu僅jin其qi性xing能neng要yao滿man足zu供gong電dian設she備bei的de需xu求qiu,自zi身shen保bao護hu措cuo施shi也ye很hen關guan鍵jian。為wei了le提ti高gao開kai關guan電dian源yuan的de可ke靠kao性xing,使shi其qi能neng夠gou在zai惡e劣lie環huan境jing以yi及ji突tu發fa故gu障zhang情qing況kuang下xia安an全quan可ke靠kao地di工gong作zuo,需xu要yao設she計ji合he理li的de保bao護hu電dian路lu。
1 開關電源常用過流保護電路
1.1 采用電流傳感器進行電流檢測
過流檢測傳感器的工作原理如圖1所示。通過變流器所獲得的變流器次級電流經I/V轉(zhuan)換(huan)成(cheng)電(dian)壓(ya),該(gai)電(dian)壓(ya)直(zhi)流(liu)化(hua)後(hou),由(you)電(dian)壓(ya)比(bi)較(jiao)器(qi)與(yu)設(she)定(ding)值(zhi)相(xiang)比(bi)較(jiao),若(ruo)直(zhi)流(liu)電(dian)壓(ya)大(da)於(yu)設(she)定(ding)值(zhi),則(ze)發(fa)出(chu)辨(bian)別(bie)信(xin)號(hao)。但(dan)是(shi)這(zhe)種(zhong)檢(jian)測(ce)傳(chuan)感(gan)器(qi)一(yi)般(ban)多(duo)用(yong)於(yu)監(jian)視(shi)感(gan)應(ying)電(dian)源(yuan)的(de)負(fu)載(zai)電(dian)流(liu),為(wei)此(ci)需(xu)采(cai)取(qu)如(ru)下(xia)措(cuo)施(shi)。由(you)於(yu)感(gan)應(ying)電(dian)源(yuan)啟(qi)動(dong)時(shi),啟(qi)動(dong)電(dian)流(liu)為(wei)額(e)定(ding)值(zhi)的(de)數(shu)倍(bei),與(yu)啟(qi)動(dong)結(jie)束(shu)時(shi)的(de)電(dian)流(liu)相(xiang)比(bi)大(da)得(de)多(duo),所(suo)以(yi)在(zai)單(dan)純(chun)監(jian)視(shi)電(dian)流(liu)電(dian)瓶(ping)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia),感(gan)應(ying)電(dian)源(yuan)啟(qi)動(dong)時(shi)應(ying)得(de)到(dao)必(bi)要(yao)的(de)輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao),必(bi)須(xu)用(yong)定(ding)時(shi)器(qi)設(she)定(ding)禁(jin)止(zhi)時(shi)間(jian),使(shi)感(gan)應(ying)電(dian)源(yuan)啟(qi)動(dong)結(jie)束(shu)前(qian)不(bu)輸(shu)出(chu)不(bu)必(bi)要(yao)的(de)信(xin)號(hao),定(ding)時(shi)結(jie)束(shu)後(hou),轉(zhuan)入(ru)預(yu)定(ding)的(de)監(jian)視(shi)狀(zhuang)態(tai)。

1.2 啟動浪湧電流限製電路
開kai關guan電dian源yuan在zai加jia電dian時shi,會hui產chan生sheng較jiao高gao的de浪lang湧yong電dian流liu,因yin此ci必bi須xu在zai電dian源yuan的de輸shu入ru端duan安an裝zhuang防fang止zhi浪lang湧yong電dian流liu的de軟ruan啟qi動dong裝zhuang置zhi,才cai能neng有you效xiao地di將jiang浪lang湧yong電dian流liu減jian小xiao到dao允yun許xu的de範fan圍wei內nei。浪lang湧yong電dian流liu主zhu要yao是shi由you濾lv波bo電dian容rong充chong電dian引yin起qi,在zai開kai關guan管guan開kai始shi導dao通tong的de瞬shun間jian,電dian容rong對dui交jiao流liu呈cheng現xian出chu較jiao低di的de阻zu抗kang。如ru果guo不bu采cai取qu任ren何he保bao護hu措cuo施shi,浪lang湧yong電dian流liu可ke接jie近jin數shu百baiA。

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1.3 采用基極驅動電路的限流電路
在(zai)一(yi)般(ban)情(qing)況(kuang)下(xia),利(li)用(yong)基(ji)極(ji)驅(qu)動(dong)電(dian)路(lu)將(jiang)電(dian)源(yuan)的(de)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)和(he)開(kai)關(guan)晶(jing)體(ti)管(guan)隔(ge)離(li)開(kai)。控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)與(yu)輸(shu)出(chu)電(dian)路(lu)共(gong)地(di),限(xian)流(liu)電(dian)路(lu)可(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)與(yu)輸(shu)出(chu)電(dian)路(lu)連(lian)接(jie),工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)如(ru)圖(tu)3所示,當輸出過載或者短路時,V1導通,R3兩端電壓增大,並與比較器反相端的基準電壓比較。控製PWM信號通斷。

1.4 通過檢測IGBT的Vce
當電源輸出過載或者短路時,IGBT的Vce值則變大,根據此原理可以對電路采取保護措施。對此通常使用專用的驅動器EXB841,其內部電路能夠很好地完成降柵以及軟關斷,並具有內部延遲功能,可以消除幹擾產生的誤動作。其工作原理如圖4所示,含有IGBT過流信息的Vce不直接發送到EXB841的集電極電壓監視腳6,而是經快速恢複二極管VD1,通過比較器IC1輸出接到EXB841的腳6,從而消除正向壓降隨電流不同而異的情況,采用閾值比較器,提高電流檢測的準確性。假如發生了過流,驅動器:EXB841的低速切斷電路會緩慢關斷IGBT,從而避免集電極電流尖峰脈衝損壞IGBT器件。

2 結束語
jinnianlai,kaiguandianyuandeyingyongguangfan,duiqikekaoxingyeyoulegenggaodeyaoqiu。yidandianzichanpinchuxianleguzhang,ruguodianzichanpinshuruduanduanluhuozheshuchuduankailu,zedianyuanbixuguanbiqishuchudianya,cainengbaohugonglvMOSFET和he輸shu出chu端duan設she備bei等deng不bu被bei燒shao毀hui,否fou則ze可ke能neng引yin起qi電dian子zi產chan品pin的de進jin一yi步bu損sun壞huai,甚shen至zhi引yin起qi操cao作zuo人ren員yuan的de觸chu電dian及ji火huo災zai等deng。所suo以yi開kai關guan電dian源yuan的de過guo流liu保bao護hu功gong能neng一yi定ding要yao完wan善shan。
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