開關(guān)電源設(shè)計(jì)中常用的過流保護(hù)電路

通過轉(zhuǎn)換器獲得的次級電流由轉(zhuǎn)換器I/V轉(zhuǎn)換為電壓。電壓變成直流形式后，由電壓比較器與設(shè)定值進(jìn)行比較。如果直流電壓大于設(shè)定值，則發(fā)出識別信號。但是，這種檢測傳感器通常用于監(jiān)視負(fù)載電流感應(yīng)電源。

因此，我們應(yīng)該采取以下措施。由于啟動(dòng)電流是感應(yīng)電源啟動(dòng)時(shí)的額定電流的幾倍，并且比啟動(dòng)結(jié)束時(shí)的電流大得多。在僅監(jiān)視當(dāng)前電池的情況下，應(yīng)在感應(yīng)電源開始時(shí)獲得必要的輸出信號。我們必須使用定時(shí)器來設(shè)置禁止時(shí)間，這樣感應(yīng)電源在啟動(dòng)結(jié)束前就不會得到不必要的信號輸出。定時(shí)器結(jié)束后，電源將進(jìn)入定時(shí)監(jiān)控狀態(tài)。

啟動(dòng)浪涌電流限制電路

開關(guān)電源在通電時(shí)會產(chǎn)生高浪涌電流。因此，必須在電源的輸入端安裝軟啟動(dòng)裝置以防止浪涌電流，以有效地將浪涌電流降低到允許范圍。浪涌電流主要是由濾波電容充電引起的，電容在開關(guān)開啟之初就表現(xiàn)出較低的阻抗。在沒有任何保護(hù)措施的情況下，浪涌電流可能接近數(shù)百A。

開關(guān)電源輸入端一般采用電容濾波電路如圖6所示，濾波電容C可采用低頻或高頻電容，低頻電容需要與高頻電容并聯(lián)容量來承受充放電電流。

圖中，在整流和濾波之間插入限流電阻Rsc，是為了防止浪涌電流的影響。閉合 Rsc 可限制電容器 C 的充電電流。一段時(shí)間后，C上的電壓達(dá)到預(yù)設(shè)值或電容器C1上的電壓達(dá)到繼電器T的工作電壓，Rsc短路。同時(shí)，SCR也可用于電路Rsc。閉合時(shí)，由于SCR截止，電容C通過Rsc充電。一段時(shí)間后，SCR導(dǎo)通，使限流電阻Rsc短路。

應(yīng)用于基座驅(qū)動(dòng)電路的限流電路

下圖繪制的限流電路圖適用于各種電路的電源。該電路的輸出部分與控制電路共享接地。

工作原理是：在正常工作條件入Rsc的Il不會產(chǎn)生較大的壓降，則Q1不會導(dǎo)通。如果負(fù)載電流足夠大，將在Rsc上產(chǎn)生電壓以使Q1導(dǎo)通。如果Q1處于OFF狀態(tài)，當(dāng)Ic1=1時(shí)C0將完全放電，則Q2也將處于OFF狀態(tài)。如果 Il 電流逐漸增加，則 Il*Rsc=VbeQ1+Ib1R1

此時(shí)，電流Ic1將流過集電極，以下時(shí)間常數(shù)將充電C1 T=R2*C1

則C1上的電壓為：Vc1=Ib2R3+VbeQ2

為了盡量減少電容電壓的負(fù)載效應(yīng)，我們可以使用HFE較高的Darling糞便管代替Q2，這樣基極電流就可以限制在微安。選擇電阻R4時(shí)，必須比R3大很多。這樣，當(dāng)電流過載時(shí)，C1電容器將迅速放電。

R2 的值如下所示：

IBL=（V1-VBEQ1）/R1

和 Ic1=HfeQ1IBLMAX

所以，R2 “=（V1-VCEMAX） R1/（V1-VBEQ1）

通過適當(dāng)?shù)?a href="http://wenjunhu.com/v/tag/167/" target="_blank">電路設(shè)計(jì)，VCE可以快速達(dá)到其電壓值，并將Q2晶體管偏置到導(dǎo)通狀態(tài)，從而可以關(guān)閉穩(wěn)壓器的驅(qū)動(dòng)信號。

當(dāng)過載消除時(shí)，電路將自動(dòng)返回工作狀態(tài)。如果使用帶有固定限流比較器的IC PWM控制電路，如圖1B所示電路，我們將限流電阻RSC放在輸出的正端，可以獲得良好的限流效果。

通過檢測IGBT的Vce

當(dāng)功率輸出出現(xiàn)過載或短路時(shí)，IGBT Vce值變大。根據(jù)這一原則，我們可以對電路采取保護(hù)措施。這通常使用專用驅(qū)動(dòng)器EXB841，其內(nèi)部電路可以在柵極和軟關(guān)斷中很好地完成，并具有內(nèi)部延遲功能。您可以消除故障引起的干擾。

其工作原理如圖8所示，帶有IGBT過流信息的Vce不直接發(fā)送到EXB6的集電極電壓監(jiān)控引腳841，而是通過二極管VD1快速恢復(fù)。然后通過比較器IC6輸出連接到EXB841的引腳1，消除正向壓降隨電流情況變化，采用閾值比較器提高電流檢測精度。如果發(fā)生過流，驅(qū)動(dòng)器：EXB841的低速關(guān)斷電路將緩慢關(guān)閉IGBT，以防止集電極電流尖峰損壞IGBT器件。