第二章开关电源基本电路设计补充.ppt

* * §2.3 保护电路 一 过流保护电路 1 过流保护电路的功能和组成 * 功能 发生过流时，立即某种方式消除过流，保护电路器件不会损坏。 * 产生过流的原因 ①负载过载或输出短路 ②整流器件失效 ③开关管失效 ④干扰等因素造成的误导通 2 过流保护电路的设计 （1）电流传感器检测过流保护电路 * 组成 电流信号检测电路 过流信号处理电路 封锁开关脉冲电路 * 简单的保护方法 利用熔断器，但动作慢，不足以实现快速保护，一般使用由电子元器件构成的保护电路。 * 电流信号检测电路 ②脉冲电流后沿尖峰是开关管关断时的初级漏感和引线电感造成的。 ①脉冲电流前沿尖峰是由次级整流二极管的反向恢复造成的变压器次级暂时短路引起的。 * 过流信号处理电路 ①过流一般都是不正常现象，或者是故障，所以过流保护应该是不可以自恢复的。 ②实现方式，反馈自锁。 ③加两级滤波后脉冲电流的前后沿尖峰明显减小。 * 封锁开关脉冲电路 （2）功率开关管过流状态的自动识别 * 注意，与截止时的电压相区别。 * 具有快速、可靠、方便的优点。 ③可自锁的处理电路 把过流信号处理电路的输出加到集成PWM控制器的保护信号输入端即可。 * 根据：GTR、GTO、IGBT等的导通压降是和导通时通过的电流有关的，当管子中电流增加时，其导通压降也会明显上升。 * 功率MOSFET是阻性负载，导通压降也和导通时的电流有关。 二 输出过压、欠压保护电路 1 过压、欠压状态的判断 * 比较器A用于输出过压判断。 * 比较器B用于输出欠压判断。 * 调整电阻R1、R2、R3可改变保护点。 、 * 正常时，UB=“0”；保护时， UB=“1”。 上限 下限 2 保护 把过压、欠压判断电路的输出加到集成PWM控制器的保护信号输入端即可。 3 小功率电源中的过压保护 * 利用稳压二极管结合过流保护电路可实现。 * 选择稳压值UZ大于输出电压1V左右的稳压二极管，当发生过压时，稳压二极管反向击穿，输出电压被箝位在UZ，同时产生较大的电流，使过流保护电路动作。 * 对于瞬间的尖峰干扰，有吸收作用。 三 输入过压保护电路 1 输入连续过压保护 （1）基本方法 * 是在滤波电容后取样，对瞬间过压不起作用。 * 利用R6、R5、T1可改变基准电压，避免产生振荡现象。 * 保护时，利用发出的保护信号可封锁PWM脉冲输出、停止后级DC/DC变换器工作。 （3）改进方法 （2）存在问题 保护不彻底，后级DC/DC变换器虽停止工作，功率开关得到保护，但如果输入电压继续上升超过滤波电容的耐压值时，滤波电容会过压击穿。 * 在判断保护后，发出保护信号同时，控制继电器或接触器动作、断开主回路；不过压时，继电器触点吸合，不影响正常工作。 * 特点： ① 保护彻底，适合中、大功率电源中应用； ② 电路复杂，成本高。 2 输入瞬间过压保护 （1）原因 （2）保护方法 * 电网上电感性负载的开、关，雷电感应等都会在电网电压上产生尖峰电压，有的达数千伏。 * 这些尖峰电压的能量有强有弱，一般雷电引起的尖峰电压能量较强，有可能损坏电源。 * 在输入端并联氧化锌压敏电阻。 * 当交流尖峰电压串入时，经EMI滤波器后，有了一定的衰减； * 若衰减后的尖峰仍大于压敏电阻的连续工作电压值时，则压敏电阻的阻值急剧下降，把尖峰能量吸收，电源得到保护。 * 要合理选择压敏电阻的连续工作电压值，一般要高于连续工作电压上限的20%左右。 四 软启动电路 1 软启动 * 软启动是指电源启动时，其输出电压随时间缓慢增加，变化规律如图。 * 需要软启动的原因，是由于电源输出滤波电容较大，开始工作时电容两端电压为零，未储能；如果输出电压突然建立到额定值，将导致： * 软启动时间，指输出电压上升到0.9U0时所用时间，一般为几百毫秒。 ① 在很短时间内形成很大的充电电流，对整流二极管、功率开关、电容自身都会造成严重的过流冲击。 ② 易使过流或短路保护动作，影响电源的正常启动及使用寿命。 2 软启动过程 3 软启动实现方法 * 指电源启动时，使功率开关管的驱动脉宽从0开始缓慢地展宽到额定输出电压时所对应的宽度。 * 软启动可利用电容的充电特性来实现。 * 供电时，基准电压UREF立刻建立，但电容C的存在，使电压误差放大器同相输入端电压从零逐