常用的几款保护电路大解析.docx
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1、常用的几款保护电路大解析鉴于电源电路存在一些不稳定因素,而设计用来防止此类不稳定因素影响电路效果的回路称作保护电路。在各类电子产品中,保护电路比比皆是,例如:过流保护、过压保护、过热保J户、空载保护、短路保护等等,本文就整理了一些常见的保护电路。电机过热保护电路生产中所用的自动车床、电热烘箱、球磨机等连续运转的机电设备,以及其它无人值守的设备,因为电机过热或温控器失灵造成的事故时有发生,需要采取相应的保安措施。PTC热敏电阻过热保护电路能够方便、有效地预防上述事故的发生。下图是以电机过热保护为例,由PTC热敏电阻和施密特电路构成的控制电路。图中,RT1RT2、RT3为三只特性一致的阶跃型PTC
2、热敏电阻器,它们分别埋设在电机定子的绕组里。正常情况下,PTC热敏电阻器处于常温状态,它们的总电阻值小于1Ko此时,V1截止,V2导通,继电器K的电吸合常开触点,电机由市电供电运转。当电机因故障局部过热时,只要有一只PTC热敏电阻受热超过预设温度时,其阻值就会超过IOKQ以上。于是V1导通、V2截止,VD2显示红色报警,K失电释放,电机停止运转,达到保护目的。+12VOR1680RP10k2EF215绿色业JRX13F8201V,!3DG11VD,2CP1OPTC热敏电阻的选型取决于电机的绝缘等级。通常按比电机绝缘等级相对应的极限温度低40。C左右的范围选择PTC热敏电阻的居里温度。例如,对于
3、B1级绝缘的电机,其极限温度为130,应当选居里温度90。C的PTC热敏电阻。逆变电源中的保护电路逆变器经常需要进行电流转换,如果电路中的电流超出限定范围,将对电路和关键器件造成很大伤害,因此保护电路在逆变电源中就显得尤为重要。防反接保护电路如果逆变器没有防反接电路,在输入电池接反的情况下往往会造成灾难性的后果,轻则烧毁保险丝,重则烧毁大部分电路。在逆变器中防反接保护电路主要有三种:反并肖特基二极管组成的防反接保护电路,如下图所示。F由图可以看出,当电池接反时,肖特基二极管D导通,F被烧毁。如果后面是推挽结构的主变换电路,两推挽开关MOS管的寄生二极管的也相当于和D并联,但压降比肖特基大得多,
4、耐瞬间电流的冲击能力也低于肖特基二极管D,这样就避免了大电流通过MOS管的寄生二极管,从而保护了两推挽开关MOS管。这种防反接保护电路结构简单,不会影响效率,但保护后会烧毁保险丝F,需要重新更换才能恢复正常工作。采用继电器的防反接保护电路,基本电路如下:由图中可以看出,如果电池接反,D反偏,继电器K的线圈没有电流通过,触点不能吸合,逆变器供电被切断。这种防反接保护电路效果比较好,不会烧毁保险丝F,但体积比较大,继电器的触点的寿命有限。采用MOS管的防反接保护电路,基本电路如下所示:图中D为防反接MOS的寄生二极管,便于分析原理画出来了。当电池极性未接反时,D正偏导通,Q的GS极由电池正极经过F
5、、RI、D回到电池负极得到正偏而导通。Q导通后的压降比D的压降小得多,所以Q导通后会使D得不到足够的正向电压而截止。当电池极性接反时,D会由于反偏而截止,Q也会由于GS反偏而截止,逆变器不能启动。这种防反接保护电路由于没有采用机械触点开关而具有比较长的使用寿命,也不会像反并肖特基二极管组成的防反接保护电路那样烧毁保险丝F.因而得到广泛应用,缺点是MOS导通时具有一定的损耗。足够畅通无阻地通过比较大的电流还保持上啜低的损耗。电池欠压保护为了防止电池过度放电而损坏电池,我们需要让电池在电压放电到一定电压的时候逆变器停止工作,需要指出的一点是,电池欠压保护太灵敏的话会在启动冲击性负载时保护。这样逆变
6、器就难以起动这类负载了,尤其在电池电量不是很充足的情况下。请看下面的电池欠压保护电路。可以看出这个电路由于加入了D1C1能够使电池取样电压快速建立延时保护。锂电池充电保护电路锂电池过充,过放电都会影响电池的寿命。在设计时,要注意锂电池的充电电压,充电电流。然后选取合适的充电芯片。注意要防止锂电池的过充,过放,短路保护等问题。同时,设计完成后要经过大量的测试。锂电池充电电路的设计这里选择了芯片TP4056为例子。根据所接电阻不同可以控制充电最大电流。可以设计充电指示灯,可以设计充电温度即多少到多少度之间进行充电。充电保护电路选择芯片DWO1和GTT8205的组合,可以做到短路保护,过充过放电的保
7、护。开关电源中的过流保护电路开关电源中常用的过流保护方式过电流保护有多种形式,如图1所示,可分为额定电流下垂型,即7字型;恒流型;恒功率型,多数为电流下垂型。过电流的设定值通常为额定电流的110%130%o一般为自动恢复型。图1中表示电流下垂型,表示恒流型,表示恒功率型。葡京电流图1过电流保护特性用于变压器初级直接驱动电路中的限流电路在变压器初级直接驱动的电路(如单端正激式变换器或反激式变换器粕设计中,实现限流是比较容易的。图2是在这样的电路中实现限流的两种方法。图2电路可用于单端正激式变换器和反激式变换器。图2(a)与图2(b)中在MOSFET的源极均串入一个限流电阻Rsc,在图2(a)中,
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