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电源设计综合保护电路
作者:管理员    发布于:2013-10-22 10:31:02    文字:【】【】【
摘要:随着电子科技的进步,电子设备与们的工作、日常生活、工业生产的关系日益密切,而许多用电设备都离不开可靠的开关电源,因此开关电源设计开始扮演着越来越重要的角色。同时随着更多高新技术的问世,开关电源设计在不断地创新。开关电源设计必须以安全性、可靠性、稳定性为质量体现的首要原则,在各种基本电性能满足正常工作要求的条件下,为确保开关电源在突发故障情况下能安全可靠地运行,需要增加各种保护电路,来保护开关电源本身不致因过压、欠压、过热而损坏,开关电源是否可靠,在电源设计时有没使用保护电路是至关重要。

       

运放组成的过压、欠压、过热保护电路

       比较器过压、欠压保护电路是在开关电源的输入端设立一开关管,当开关电源的电压在工作时因某种原因产生过、欠压、过热时,通过检测运放电路对开关管提供信号,使得开关管导通来使电源PWM电路停止工作,来实现保护的目的。该保护电路适用于应用场合的开关电源。

关于LM339 芯片的过压、欠压和过热的保护电路

       除了元器件的自身特性与质量以外,温度是影响开关电源可靠性的主要因素之一。开关电源设备可靠性设计技术统计分析表明,电源的元器件温度每升高5℃,可靠性下降 10%;温升50℃时的寿命只有温升25℃时的15%。为避免开关电源在使用中因过热而损坏,在电源研发时增加过热保护电路也是非常有必要的。

 

 图1 过压、欠压、过热保护电路。

       图1电路是采用一个四比较器与几个分立元器件构成的过压、欠压、过热保护电路。

工作原理:取样电压可由交流输入经整流滤波后取值,它表明的是开关电源的输入电压的变化。通过调整Rp2来改变过压、欠压动作的电压阈值。N1欠为压比较部份,当输入电平(Vc《Va)时,比较器输出低电平下拉驱动信号。N2为过压比较部份,当输入高电平(Vc》Vb)时,比较器输出的也是低电平,因而驱动信号也被下拉的。当对比的信号电压Vc位于门限电压之间(Va《Vc《Vb)时,输出高电平,在电源设计时通过其它电路来控制开关电源进入工作。

窗口电压:

       在电源设计时此电压是用来判定输入信号电压是否位于设定的动作电压范围之间。器件R5,C 、D组成延时电路,防止在通电时瞬间电压的冲击而导至误保护,导致使开关电源无法启动。N3为过热比较部份,N3的反相输入引入固定的基准电压,在开关电源研发时它的阻值可通过R3来调整。同相端的电压就等于温度电阻Rt的电压降(Rt为负温度系数的热敏电阻),Rt与R7串联构成分压,调整R7的阻值,使N3得到可靠的温度阈值。当温度高于温度阈值时,Rt上的电压因阻值下降,比较器的“ ”端电压小于“-”端电压,比较器输出为低电平。N3输出低电平下拉驱动信号;在电源设计时N4可用于外部故障来实现电源应急关机,当比较器正向端为低电平时,比较器输出低电平拉低驱动信号。由于N1、N2、N3、N4输出端是并联的,无论是过压、欠压、过热还是外部故障任何一种故障发生,比较器输出低电平,下拉信号输出,导至电源工作停止,来确保开关电源进入保护状态。

本设计室通过对开关管与运放组合构成的过压保护电路以及构成的过压保护电路动作的分析,提出一种利用LM339运放组成的比较电路来实现开关电源的过压、欠压及过热可靠性保护电路,让保护电路简单化,降低成本。

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