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常用直流开关电源的保护

专科毕业设计（论文）设计题目：常用直流开关电源的保护

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指导教师：职称：讲师

2013年6月南京

摘要

随着科学技术的迅猛发展，电力电子设备与人们的日常生活和工作日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，因此直流开关电源开始发挥着越来越重要的作用。但是由于直流开关电源又存在一定的缺陷，根据了直流开关电源的原理和特点，设计了本文章。本文主要阐述了直流开关电源的几种保护电路，包括过电流保护电路、过电压保护电路、过热保护电路和软启动保护电路，另还介绍了直流开关电源的定义、原理及在日常电器中的应用。这些保护电路的使用使得电器设备的使用更加安全和可靠。

关键词直流电源保护应用

Abstract

With the development of science, the power electronic equipment and people's work and life of increasingly close relationship, and electronic equipment is inseparable from the reliable power supply, so dc switch power began to play a more and more important role, and are entering the field of various electronic, electrical equipment, communication, electronic test equipment such as power supply power supply, control equipment has been widely used dc switch power supply. At the same time as many high technology and new technology, including frequency switch technology, soft switch technology, power factor correction technology, synchronous rectifier technology, intelligent technology, surface installation technology development, the switch power technology in constant innovation, and this for dc switch power supply provided a wide development space. But because of switch power supply control circuit is more complex, the transistor and integrated device tolerance electricity, heat shock ability is bad, in use process to the user bring great inconvenience. In order to protect the switch power supply their own and load the safety and security of the dc switch power according to the principles and characteristics of the design overheating protection, over current protection, overvoltage protection and soft start protection circuit.

Keywords Dc power supply protection principle diagram

1 绪论 (1)

1.1 课题背景及目的 (1)

1.2 发展趋势 (1)

2 直流开关电源概论 (2)

2.1 定义及功能 (2)

2.2 直流开关电源与线性电源的比较 (2)

2.3 直流开关电源的特点及原理 (2)

3 直流开关电源的保护电路 (4)

3.1 过电流/过负载保护电路 (4)

3.2 过电压保护电路 (5)

3.3 过热保护电路 (7)

4 软启动保护电路 (8)

4.1 软启动 (8)

4.2 软启动实现方法 (8)

4.3 软启动控制电路设计 (9)

5 直流开关电源的应用 (9)

5.1 LED灯上的使用 (9)

5.2 过压、欠压在冰箱上的使用 (10)

5.3 机顶盒 (10)

结论 (12)

致谢 (13)

参考文献 (14)

附录1 (15)

1 绪论

1.1 课题背景及目的

电源技术是应用功率半导体器件、现代电子技术、自动控制技术、综合电力变换技术的多学科的边缘交叉技术。随着科学技术的飞速发展，电力电子设备逐渐进入人们的日常生活和工作当中，电源对于各种电器设备就像心脏对于人体一样的重要，如果没有了电源，则各种用电设备将无法运行，同时开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，现代家用电器（洗衣机、微波炉、冰箱等）、医疗器件和测试仪器等都采用开关电源，因此直流开关电源发挥着越来越重要的作用。另外随着许多高新技术，包括软开关技术、智能化技术、功率因数校正技术、同步整流技术、表面安装技术、高频开关技术等技术的发展，为直流开关电源提供了广泛的发展空间。

1994年我国原邮电部做出重大决策，要求通信领域推广使用开关电源以取代相控电源，开关电源的使用为国家节省了大量的铜材、钢材和占地面积。由于变换效率的提高，能耗的减少，降低了电源周围环境的室温，改善了人民的工作环境。我国邮电通信部门广泛采用开关电源极大地推动了它在其他领域的广泛使用。

1.2 发展趋势

目前，开关电源以量轻、小型和高效率的特点被广泛应用在以电子计算机为主导的各种通信设备、终端设备等几乎所有的电子设备当中，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。人们在开关电源技术领域是边开发相关电力电子器件边研究变频技术,两者相互促进，推动着开关电源每年以超过两位数字的增长率向着轻、小、薄、高可靠、抗干扰、低噪声的方向发展。开关电源可分为AC/DC和DC/DC两大类,DC/DC变换器现在已实现模块化,且生产工艺和设计技术在国内外均已成熟化和标准化,但AC/DC的模块化因其自身的特性使得在模块化的进程中遇到较为复杂的技术和工艺制造问题.

开关电源的发展方向是高可靠性、高频化、低噪声、低耗、抗干扰和模块化。高频化使开关电源小型化，并且使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。因此国外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件，以提高在高频率和较大磁通密度（Bs）下获得高的磁性能，而电容器的小型化也是一项关键技术。模块化是开关电源发展的总体趋势，可以采用模块化电源组成分布式电源系统，可以设计成N＋1冗余电源系统，并实现并联方式的容量扩展。此外开关电源的发展与应用在节约资源和能源及保护环境方面都具有重要意义。

2 直流开关电源概论

2.1 定义及功能

直流开关电源是通过电路开关管进行高速的导通与截止，将直流电转化为高频率的交流电提供给变压器进行变压，从而产生所需要的一组或多组电压，它是利用现代电力电子技术控制开关晶体管开通和关断的时间比率来维持稳定输出电压的一种电源。直流开关电源由输入部分、功率转换部分、输出部分、控制部分组成。功率转换部分是开关电源的核心，它具有对非稳定直流进行高频斩波并完成输出所需要的变换功能。直流开关电源其功能是将质量较差的原生态电能如蓄电池电源或市电电源，转换成满足设备要求的质量较高的直流电压。

2.2 直流开关电源与线性电源的比较

开关电源和线性电源相比，线性电源功率管是工作在线性放大状态，输出电流越大功耗就越大。通常线性电源的效率为45%到50%左右。输入电压范围大时效率就会降低且不可以直接输入。线性电源因变压器很重，所以不可能装在印刷电路板上。开关电源的功率开关管是工作在开关状态的，只有在开关管导通的时候管子才会产生损耗。开关电源的效率可以通常可以达到80%之上。输入电压范围广，一般为100V/200VAC。因其零件轻巧，故均可装在印刷电路板上。

2.3 直流开关电源的特点及原理

2.3.1 特点

直流开关电源是具有直流变换器且输出电压恒定或按要求变化的直流电源。其优点为1.功耗小效率高。图2-1中三极管在脉冲信号的控制下交替工作在导通和截止状态下，由于转换速度快，这就得使功率开关管的损耗小，电源的效率明显提高。2.体积小，重量轻。直流开关电源没有采用大型的工频变压器，且又省去了较大的散热片。3.稳压范围宽。开关电源的输出电压是通过控制信号的占空比来调节的，当工频电网电压有较大变化或负载有较大变化的时候，它仍能保证有较稳定的输出电压。4.电路形式灵活多样。有单端式和双端式、隔离式和非隔离式等。

直流开关电源的特征包括1、电源电压和负载在规定的范围内变化时输出电压应保持在允许的范围内或按要求变化2、输入与输出间有好的电气隔离3、可以输出单路或多路电压，各路之间有电气隔离。

缺点：1.由于电路工作在开关脉冲状态下，频率又比较高，这就给供电线路和使用负载带来高频干扰，比如辐射干扰和传导干扰等。2.由于阻容器件国内微电子技术、生产技术、磁性材料技术与一些技术发达的国家相比还有一定的差距，因此导致直流开关电源的

制作技术难度较大、维修麻烦、造价成本较高。3.适应恶劣环境和突发故障的能力比较弱。

2.3.2 工作原理

开关电源是靠基极、控制极上加上脉冲信号来实现导通和截止的，脉冲信号正半周到来时控制极上的电压升高使得开关管导通，经220V整流、滤波后输出的300V电压接通，再通过开关变压器传到次级，然后再利用占空比将电压升高或降低来满足各个电路的正常工作；反之负半周到来时电源调整管基极的电压低于原先设定的电压值，电源调整管被截止导致300V电源被关断，此时开关变压器次级没有电压，这时各电路所需的工作电压就靠次级这条电路整流后的滤波电容放电来维持，等到下一个脉冲的正半周信号到来时重复上一个过程，循环往复。变压器次级输出的工作电压的稳压过程是在开关变压器上单绕一组线圈，在其上端获得的电压经过整流滤波后，作为基准电压，然后通过光电耦合器，将这个基准电压返回振荡管的基极来调整震荡频率的高低，如果变压器次级电压升高取样线圈输出的电压也升高，通过光电耦合器获得的正反馈电压也升高，这个电压加到振荡管基极上，就使振荡频率降低，起到了稳定次级输出电压的稳定。

图1所示的电路工作过程为：假设基准电压为10V，由于电网波动导致输入电压减少，其输出电压也就会减小，所取样的电压将减小，假设为9.8V，误差为0.2V，经过比较放大后，脉冲调制电路依据这个误差提高占空比使输出电压增加，反之由于电网波动导致输出电压增大时，脉冲调制电路降低占空比使输出电压减小控制输出电压的稳定。

图1开关电源的基本结构框图

3 直流开关电源的保护电路

由于开关电源中控制电路比较复杂，晶体管和集成器件耐受电、热冲击的能力较差，在使用过程中给用户带来很大不便。根据开关电源的这一缺点，设计了过热保护、过电流保护、过电压保护以及软启动保护电路。

3.1 过电流/过负载保护电路

过电流保护电路如图2由分压电阻R4、R5和三极管BG2 组成。

在直流开关电源电路中，为了保护调整管在电路短路和电流增大时不被烧毁。其基本方法是，当输出电流超过某一设定值时，调整管处于反向偏置状态从而截止，自动切断电路电流。

电路正常工作时，通过R4和R5的分压作用，使得BG2 的发射极电位比基极电位高，发射集承受反向电压，BG2 处于截止状态（相当于开路），对稳压电路没有影响。

当电路短路时，输出电压为零，BG2 的发射极相当于接地，则BG2 处于饱和导通状态（相当于短路），从而使调整管BG1 基极和发射极近于短路，而处于截止状态，切断电路电流，从而达到保护的目的。

图2输入过电流保护电路

过电流特性分为以下几种保护方式：

（1）输出电流限制

过负载时输出电流能力会下降，一般约下降至20%额定电流以下，如图3曲线a。

（2）恒电流限制

过负载时电流保持限定范围内，而输出电压会下降，如图3曲线b。

（3）过功率负载限制

过负载时电流越高，电压比率越低，如图3曲线c。

(4)打嗝电流限制

过负载时，电压、电流快速下降并切断输出，但会自动复位。

(5)过负载时会切断电源，输出电压与输出电流趋近于0。

图3过电流特性曲线

3.2 过电压保护电路

直流开关电源中开关稳压器的过电压保护包括输入过电压保护和输出过电压保护。3.2.1 输入过电压保护

用晶体管和继电器所组成的保护电路如图4。

如果开关稳压器所使用的未稳压直流电源（例如蓄电池和整流器）的电压过高，将导致开关稳压器不能正常工作，甚至损坏内部器件，因此开关电源中有必要使用输入过电压保护电路。

图4输入过电压保护电路

在该电路中，当输入直流电源的电压高于稳压二极管D的击穿电压值时，稳压管击穿，电流流过电阻R，使晶体管T导通，继电器动作，常闭接点断开，从而切断输入。

3.2.2 输出过电压保护

输出过压保护电路的作用是：当输出电压超过设定值时，使输出电压限定在安全值范围内。当开关电源内部稳压环路出现故障或者由于用户操作不当引起输出过压现象时，过压保护电路进行保护以防止损坏后级用电设备。应用最为普遍的过压保护电路有如下几种：

（1）可控硅触发保护电路

图5可控硅触发保护电路

如图5，当Uo1输出升高，稳压管（Z3）击穿导通，可控硅（SCR1）的控制端得到触发电压，因此可控硅导通。Uo2电压对地短路，过流保护电路或短路保护电路就会工作，停止整个电源电路的工作。当输出过压现象排除，可控硅的控制端触发电压通过R对地泄放，可控硅恢复断开状态。

（2）光电耦合保护电路

图6光电耦合保护电路

如图6，当Uo有过压现象时，稳压管击穿导通，经光耦（OT2）R6到地产生电流流过，光电耦合器的发光二极管发光，从而使光电耦合器的光敏三极管导通。Q1基极得电导通，

为零，周而复始。

3842的③脚电降低，使IC关闭，停止整个电源的工作，U

（3）输出限压保护电路

输出限压保护电路如图7，当输出电压升高，稳压管和光耦导通，Q1基极有驱动电压而导通，UC3842③电压升高，输出降低，稳压管不导通，UC3842③电压降低，输出电压升高。周而复始，输出电压将稳定在一范围内（取决于稳压管的稳压值）。

图7输出限压保护电路

3.3 过热保护电路

直流开关电源中开关稳压器的高度集成化和轻量小体积，使其单位体积内的功率密度大大提高，因此如果电源装置内部的元器件对其工作环境温度的要求没有相应提高，必然会导致电路性能变坏，元器件过早损坏。因此在大功率直流开关电源中应该设过热保护电路。

此电路通过温度继电器检测电源装置内部的温度，当电源装置内部温度过高时，温度继电器就动作，使整机报警电路处于报警状态，实现对电源的过热保护。如图8(a)所示，在保护电路中将P型控制栅热晶闸管放置在功率开关三极管附近，根据TT102的特性(由Rr值确定该器件的导通温度，Rr越大，导通温度越低)，当功率管的管壳温度或者装置内部的温度超过允许值时，热晶闸管就导通，使发光二极管发亮告警。如果配合光电耦合器，就可使整机告警电路动作，保护开关电源。该电路还可以设计成如图8(b)所示，用作功率晶体管的过热保护，晶体开关管的基极电流被N型控制栅热晶闸管TT201旁路，开关管截止，切断集电极电流,防止过热。

（a）采用p型热晶闸管（b）采用N型热晶闸管

图8过热保护电路图

4 软启动保护电路

4.1 软启动

开关电源的输入电路大都采用整流加电容滤波电路。在输入电路合闸瞬间，由于电容器上的初始电压为0会形成很大的瞬时冲击电流，如此大的冲击电流幅值往往会导致输入熔断器烧断，有时甚至将合闸开关的触点烧坏，轻者也会使空气开关合不上闸，上述原因均会造成开关电源无法正常投入。为此几乎所有的开关电源在其输入电路设置防止冲击电流的软起动电路，以保证开关电源正常而可靠的运行。

开关稳压器的输入端一般接有小电感、大电容的输入滤波器。在开机瞬间，滤波电容器所流过的浪涌电流可以为正常输入电流的数倍，这将导致普通电源开关的触点或继电器的触点熔化，并使输入保险丝熔断，同时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。

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9。软启动时间T1指输出电压上升到0.9U0时所用时间，一般为几百毫秒。

图9变化规律图

4.2 软启动实现方法

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。

供电时，基准电压U REF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0逐渐上升，使PWM脉冲宽度从0开始缓慢展宽。

关机时，电容C通过电阻R2放电，再次启动时仍具有软启动功能。

图10软启动电路图

4.3 软启动控制电路设计

在各种PWM

控制芯片里，一般都有软启动控制电路，只需要在设置端外接一个电容即可。

如需要对其进行控制时：

(1)X=1时，三极管导通、无脉冲输出； (2)X=0时，三极管截止、正常启动工作。

图11控制电路图

5 直流开关电源的应用

5.1 LED 灯上的使用

由于在电源通电瞬间主回路和控制回路中各处电位不确定，需一定的时间之后才能稳定下来，所以在上电瞬间晶体管不能有导通信号，对应此要求，在控制电路上设计电延时软启动电路，如图12所示。

此设计是应用TL494的4脚死区控制实现的。由于4脚所加的电压高于3.3V 时，TL494输出的方波占空比为零，而电阻电容充电过程的中间段接近线性，在上电瞬间R2上的电压约为5V ，之后随着电容的充电R2上的电压逐渐降低，直至设定的死区控制电压为止。由于死区控制电压一般较低，软起动过程的时间主要由R2和C 决定。调整R2可以设定TL494输出的占空比。

图12 时间控制电路

5.2 过压、欠压在冰箱上的使用

电冰箱是一种间歇工作的家庭电器，在接通电源后，其压缩电动机处于启动、运行、终止的循环反复过程中。根据我国家用电冰箱技术标准的规定，电冰箱的电源电压应在175～235v范围内才能保证电冰箱的正常启动和运行。之所以要对电冰箱的电源条件做出规定是由于电冰箱的压缩机是电动制冷器具的核心部件,其工作的安全性不仅关系到用户的人身安全而且关系到用户的财产安全，并且压缩机都是在负载条件下启动的，启动时要求电动机启动转矩较大，启动电流常可达到额定工作电流的三至七倍。在供电紧张地区或用电高峰时间里，电网电压会变得很低，但有时候，电网电压又会变得很高。

如果在电源电压低于允许的下限值的情况下启动，会因启动转矩不足，造成电动机启动困难，势必迫使电动机的启动电流成倍增长，超过设计的允许的限度。电冰箱内设的热保护装置对这种瞬间大电流的反应较差，因而极易造成压缩机绕组的烧毁。当电源电压高于允许的上限值的情况下启动时，电动机绕组因电流过载也同样会出现发热而破坏绝缘的现象，对压缩机的寿命都是有害的，严重时也会烧毁电动机。过压、欠压保护器就是应运而生的一种辅助性电器。当电网出现欠压或过压时，过压欠压保护器及时将电冰箱的电源切断，以保护电冰箱免受非常规电压的破坏。

5.3 机顶盒

具有5路输出的35W机顶盒开关电源电路如附录1。这5路电压分别为：U01 (+30V、100mA)，Uo2(+18V、550mA)，Uo3(+5V、2.5A)，Uo4(+3.3V、3A)，Uo5(-5V、100mA)。其中，+5V和+3.3V作为主输出，其余各路均为辅输出。当交流输入电压U=220(1±15％)V 时，该开关电源总输出功率达38.5W，若采用宽范围电压输入(U=85～265V)，总输出功率就降低25W。该电源采用3片IC，即TOP233Y（ICI）、线性光耦合器LTV817A(IC2)和可调式精密并联稳压器TL43IC(IC3)。该机顶盒开关电源的效率高于77％，具有欠电压和过电压保护功能。

R7、R8为比例反馈电阻，使5V和3.3V电源按照一定的比例进行反馈，这两路输、

出的负载调整率均可达±5%。R9和C16构成TL431C的频率补偿电路。C17为软启动电容，

取C17=22μF时可增加4ms的软启动时间，再加上本身已有10ms的软启动时间，总共为14ms。其余各路输出未加反馈，输出电压均由高频变压器的匝数比来确定。因-5V电源的输出功率很低，现通过电阻R2和稳压管VDZ

进行电压调节。R9是+30V输出的假负载，它能降低该路的空载及轻载电压。监狱5V、3.3V和18V电源的输出功率较大，三者都增加了后级LC滤波器（L3和C9、L4和C11、L2和C7），以减少输出波纹电压。

TOP233Y具有频率抖动特性，这对降低电磁干扰很有帮助。再合理的选择安全电容C15和EMI滤波器（C6、L1）的参数值，就能使开关电源产生的电磁辐射到达CISPR2(FCCB)

国际标准。将C15的一端接U

的正极，能把TOP233Y的共模干扰减至最小。需要指出，C15和C6都称作安全电容，区别只是C15接在高压与地之间，能滤除初、次级耦合电容产生的工模干扰，在IEC950国际标准中称之为“Y电容”。C5则接在交流电源进线端，专门滤除点网线之间的串模干扰，被称作“X电容”。为承受可能从电网窜入的雷击电压，在交流

输入端还并联一只标称电压U

1mA 等于275V的压敏电阻器VSR。U

1mA

表示当压敏电阻器上通过

1mA的直流电源时元件两端的电压值。

结论

经过十几周的写作，论文已完成，这次的论文写作使我懂得写论文是一个长期的过程，需要不断的修改，不断地去研究各方面的文献，认真总结。在这一次的论文写作过程中也遇到了许多困难，诸如在分析直流开关电源原理图时某些元器件的作用，在老师的指导和查阅相关资料的情况下得到解决。历经了这么久的努力，终于完成了毕业论文。

本论文讨论的是直流开关电源内部器件的各种保护方式,并介绍了一些具体电路。对一个给定的直流开关电源来说，保护电路是否完善并按预定设置工作，对电源装置的安全性和可靠性至关重要。同时随着许多高新技术的发展，开关电源技术在不断地创新，这为直流开关电源提供了广泛的发展空间。但是由于开关电源中控制电路比较复杂，晶体管和集成器件耐受电、热冲击的能力较差，在使用过程中给用户带来很大不便。为了保护开关电源自身和负载的安全，根据直流开关电源的原理和特点，设计了过电流保护、过电压保护过热保护以及软启动保护电路。这些保护电路在家用电器上的使用使得人们在使用电器时更加安全和放心。

致谢

本论文在马建峰老师的指导和要求下已完成，从课题选择到具体构思和内容，无不凝聚着老师的心血和汗水，在学习和生活期间，也始终感受着老师的精心指导和无私的关怀，我受益匪浅。在此向各位老师表示深深的感谢和崇高的敬意。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。本论文能够顺利的完成，也归功于各位任课老师的认真负责，使我能够很好的掌握和运用相关专业知识，并在设计中得以体现。正是有了他们的悉心帮助和支持，才使我的毕业论文工作顺利完成，在此向电气系的全体老师表示由衷的谢意，感谢他们的辛勤栽培。

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[8] 王兆安.电力电子技术.北京机械工业出版社.2000.09

[9] 张占松.开关电源的原理和设计.北京电子工业出版社.2004.08

[10] 何希才.新型开关电源设计与应用.北京科技技术出版社.2001.06

附录1

开关电源各模块原理实图讲解

开关电源原理一、开关电源的电路组成：开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率变换电路、PWM F3、FDG1组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。 ②输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。当电源开启瞬间，要对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防止浪涌电流。因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。 ③整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。若C5 容量变小，输出的交流纹波将增大。

时Q2导通。如果C8漏电或后级电路短路现象，在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大，Q1导通使Q2没有栅极电压不导通，RT1将会在很短的时间烧毁，以保护后级电路。三、功率变换电路： 1、MOS管的工作原理：目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET（MOS管），是利用半导体表面的电声效应进行工作的。也称为表面场效应器件。由于它的栅极处于不导电状态，所以输入电阻可以大大提高，最高可达105欧姆，MOS管是利用栅源电压的大小，来改变半导体表面感生电荷的多少，从而控制漏极电流的大小。 2、常见的原理图： 3、工作原理： R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2组成缓冲器，和开关MOS管并接，使开关管电压应力减少，EMI减少，不发生二次击穿。在开关管Q1关断时，变压器的原边线圈易产生尖峰电压和尖峰电流，这些元件组合一起，能很好地吸收尖峰电压和电流。从R3测得的电流峰值信号参与当前工作周波的占空比控制，因此是当前工作周波的电流限制。当R5上的电压达到1V时，UC3842停止工作，开关管Q1立即关断。 R1和Q1中的结电容C GS、C GD一起组成RC网络，电容的充放电直接影响着开关管的开关速度。R1过小，易引起振荡，电磁干扰也会很大；R1过大，会降低开关管的开关速度。Z1通常将MOS管的GS电压限制在18V以下，从而保护了MOS管。 Q1的栅极受控电压为锯形波，当其占空比越大时，Q1导通时间越长，变压器所储存的能量

几种实用的直流开关电源保护电路

几种实用的直流开关电源保护电路 1 引言随着科学技术的发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，因此直流开关电源开始发挥着越来越重要的作用，并相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了直流开关电源[1-3].同时随着许多高新技术，包括高频开关技术、软开关技术、功率因数校正技术、同步整流技术、智能化技术、表面安装技术等技术的发展，开关电源技术在不断地创新，这为直流开关电源提供了广泛的发展空间[4].但是由于开关电源中控制电路比较复杂，晶体管和集成器件耐受电、热冲击的能力较差，在使用过程中给用户带来很大不便。为了保护开关电源自身和负载的安全，根据了直流开关电源的原理和特点，设计了过热保护、过电流保护、过电压保护以及软启动保护电路。 2 开关电源的原理及特点 2.1工作原理直流开关电源由输入部分、功率转换部分、输出部分、控制部分组成。功率转换部分是开关电源的核心，它对非稳定直流进行高频斩波并完成输出所需要的变换功能。它主要由开关三极管和高频变压器组成。图1画出了直流开关电源的原理图及等效原理框图，它是由全波整流器，开关管V，激励信号，续流二极管Vp，储能电感和滤波电容C组成。实际上，直流

开关电源的核心部分是一个直流变压器。 2.2特点为了适应用户的需求，国内外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件，特别是通过改善二次整流器件的损耗，并在功率铁氧体（Mn-Zn）材料上加大科技创新，以提高在高频率和较大磁通密度下获得高的磁性能，同时SMT技术的应用使得开关电源取得了长足的进展，在电路板两面布置元器件，以确保开关电源的轻、小、薄。因此直流开关电源的发展趋势是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。直流开关电源的缺点是存在较为严重的开关干扰，适应恶劣环境和突发故障的能力较弱。由于国内微电子技术、阻容器件生产技术以及磁性材料技术与一些技术先进国家还有一定的差距，因此直流开关电源的制作技术难度大、维修麻烦和造价成本较高， 3 直流开关电源的保护基于直流开关电源的特点和实际的电气状况，为使直流开关电源在恶劣环境及突发故障情况下安全可靠地工作，本文根据不同的情况设计了多

(整理)常用彩电开关电源原理

彩电开关电源原理 A3电源： A3机芯电源最早出现在采用三洋公司的LA7680机芯上，故而得名，因其电路简洁、效率高、易扩展、易维修，现在已被各厂家广泛使用。 R520、R521、R522为起动电阻，R519、C514、R524、V513、T501的（1）、（2）绕组组成正反馈回路，C514为振荡电容。 V553 及周边元件、VD515、V511、V512组成稳压控制电路。R552为取样电阻，VD561为V553的发射极提供基准电压，当电源输出电压过高时， V553、VD515、V511、V512均导通程度增加，使开关管V513的基极被分流，输出电压随之下降；反之，若电源输出电压降低时，V553、 VD515、V511、V512均导通程度减少，使开关管V513的基极分流减少，输出电压随之上升。 VD518、VD519、R523组成过压保护电路。另外VD563也为过压保护。 C515的作用：我们来看如果没有C515会怎样？当某一时刻开关变压器的（1）脚相对（2）脚为正时，一方面（1）脚的电压经R519、C514加到V513的基极，欲使V513饱和，但同时，该电压也经R526加到V512的基极，这样一来，V512饱和导通，而V512饱和导通将迫使V513截止，这就有矛盾了。再来看加入C515的情况：同样当某一时刻开关变压器的（1）脚相对（2）脚为正，欲使V513饱和，这时该电压也经R526加到V512的基极，但由于有C515的存在，C515两端的电压不能突变，需经一定时间的延迟，或者说C515有一个充电过程，才会使V512饱和，这样就不会干扰V513的饱和了。显然，C515容量的大小决定了延迟的时间，这样也会影响V513基极脉冲的占空比，同样也会影响输出电压的大小，根据这一点，有人误认为C515 是振荡电容，这显然是不对的。 IX0689电源： IX0689电源被广泛运用于国内各种品牌的TA两片机中，是国产机用得最多的电源之一。振荡电路 300V直流电压经R707、R724分压后，再由C735、L701加到N701的（12）脚，IX0689的（12）脚是内部开关管的B极，于是开关管开始导通，电流从（15）脚C极流入，从（13）脚E极流出，经R714、R710到热地。 T701的（3）、（5）脚为正反馈绕组，在开关管导通时，正反馈电压的极性是（5）正（3）负，（5）脚电压经V735、R713、L701加到N701的（12）脚，使开关管的电流进一步增大，如此循环使开关管很快饱和。开关管饱和期间，电能转为T701中的磁能。随着N701（13）脚流出的电流不断增大，R710两端的压降也不断增大，当R710上的压降达到1V左右时，开关管开始退出饱和状态。开关管一旦退出饱和，T701各绕组的感应电压极性全部翻转，正反馈绕组（3）、（5）脚的极性为（3）正（5）负，（5)脚的负电压经C713、R713、L701加到IX0689的（12）脚，使内部开关管的电流进一步减小，如此循环，使开关管迅速截止。开关管截止期间，开关变压器次级各绕组的整流二极管全部导通，将储存在开关变压器中的磁场能转变为电能，供整机各路负载，同时，T701的（1）、（6）绕组与C717、C718、R710和C706构成振荡回路，当振荡半个周期后，重新使T701的（6）脚为正（1）脚为负，

开关电源各种保护电路实例详细解剖

输入欠压保护电路输入欠压保护电路一 1、概述（电路类别、实现主要功能描述）：该电路属于输入欠压电路，当输入电压低于保护电压时拉低控制芯片的供电Vcc，从而关闭输出。 2、电路组成（原理图）： 3、工作原理分析(主要功能、性能指标及实现原理): 当电源输入电压高于欠压保护设定点时，A点电压高于U4的Vref，U4导通，B点电压为低电平，Q4导通，Vcc供电正常；当输入电压低于保护电压时，A 点电压低于U4的Vref，U4截止，B点电压为高电平，Q4截止，从而Vcc没有电压，此时Vref也为低电平，当输入电压逐渐升高时，A点电压也逐渐升高，当高于U4的Vref，模块又正常工作。R4可以设定欠压保护点的回差。4、电路的优缺点该电路的优点：电路简单，保护点精确缺点：成本较高。 5、应用的注意事项：使用时注意R1，R2的取值，有时候需要两个电阻并联才能得到需要的保护点。还需要注意R1，R2的温度系数，否则高低温时，欠压保护点相差较大。输入欠压保护电路二 1、概述（电路类别、实现主要功能描述）：输入欠压保护电路。当输入电压低于设定欠压值时，关闭输出；当输入电压升高到设定恢复值时，输出自动恢复正常。 2、电路组成（原理图）：

3、工作原理分析(主要功能、性能指标及实现原理): 输入电压在正常工作范围内时， Va大于VD4的稳压值，VT4导通，Vb为0电位，VT5截止，此时保护电路不起作用；当输入电压低于设定欠压值时，Va小于VD4的稳压值，VT4截止，Vb为高电位，VT5导通，将COMP（芯片的1脚）拉到0电位，芯片关闭输出，从而实现了欠压保护功能。 R21、VT6、R23组成欠压关断、恢复时的回差电路。当欠压关断时,VT6导通，将R21与R2并联，；恢复时，VT6截止，，回差电压即为(Vin’-Vin)。 4、电路的优缺点优点：电路形式简单，成本较低。缺点：因稳压管VD4批次间稳压值的差异，导致欠压保护点上下浮动，大批量生产时需经常调试相关参数。 5、应用的注意事项： VD4应该选温度系数较好的稳压管，需调试的元件如R2应考虑多个并联以方便调试。输出过压保护电路输出过压保护电路一 1、概述（电路类别、实现主要功能描述）：

避免DC-DC电源输出端带大电容满载启动时发生过流保护的方法

避免DC-DC电源输出端带大电容满载启动时发生过流保护的方法引言随着大规模集成电路的核心电压越来越低，所需供电电流却越来越大，用于大规模集成电路供电的DC-DC 开关电源也必须满足在极低输出电压下可提供高达数十安培电流的要求，这给电源设计带来了极大的挑战。实际应用中，DC-DC开关电源往往需要外接一组很大的电容以降低电源在负载变化时在输出端产生的电压跳变，在这种情况下，如果电流检测电路设计不当，在输出端外接很大电容且加满载启动时，就很容易在启动过程中引发过流保护，从而导致DC-DC电源无法正常启动。电源输出端带大电容满载启动时可能遇到的问题 DC-DC电源在给大规模集成电路供电时，输出电压一般很低，而输出电流却很大。以输出电压为3.3V 的八分之一砖模块为例，现在主流的输出电流规格一般为30A。为了防止输出电压在负载变化时跳变过大，在应用3.3V/30A的八分之一砖模块时，其输出端一般需要外接约10000μF的电解电容。输出电流以25%的比例变化时，输出电压变化量的计算过程如下。输出电流的变化为30A×25%=7.5A。输出端外接10000μF电容时，如果电源的动态恢复时间为100μS，那么在负载发生25%变化时电源输出电压的跳变约为：对于输出电压为3.3V的开关电源，150mV大约相当于输出电压的4.55%，小于一般集成电路供电要求的±5%，可以满足系统中集成电路的需求。然而，对于开关电源来说，当输出端的外部接10000μF电容时，在开关电源启动的过程中，输出端不得不持续为这组大电容充电，由于电容的等效阻抗很低，电源相当于被这个10000μF的电容短路，这样就造成开关电源在带大电容启动时一直处于被短路的状态。如果启动电路和过流检测电路设计不当，在这种情况下，很容易造成在带大电容启动时开关电源一直处于过流保护状态(OCP)而无法正常启动和输出额定电压，这一过程如图1所示。

开关电源过载保护的几种类型

深圳市森树强电子科技有限公司告诉你开关电源过载保护的几种类型开关电源过载保护的几种类型 1. 超功率延时关断保护在延时跳闸型系统中，短时瞬变电流的要求是被容许的，只有在电流应力长时间超过安全值时才将电源关断。短瞬变电流的提供将不会危害电源的可靠性，也不会给电源的成本带来很大的影响。只有长期持续电流的要求才会影响电路的成本和体积。电源输出大的瞬变电流时，其性能将会有一定的降低，可能超过规定的电压误差和纹波值。这种易受大而短的瞬变电流影响的负载的典型实例是软盘驱动器和螺线管驱动器。 2. 逐个脉冲的超功率或过电流限制这是个非常有用的保护技术，在附加副边限流保护中经常采用此技术。在以前的开关设备中，输入电流是要实时监视的。如果这个电流超过了规定的限制电流值，导通脉冲就会终止。在不续反激变换器中，其最大的电流决定着电路的功率，这种类型的保护电路就变成了实实在在的功率限制保护电路。对于正激变换器的开关电路，它的输入功率是输入功率是输入电流与输入电压的函数。这种电路采用的保护类型提供了一个原边限流的保护技术，在输入电压恒定的情况下，这种技术也提供了一种有效的功率限制保护的检测方法。逐个快速脉冲限流的主要优点是为在不正常的瞬变应力如变压器的阶梯饱和效应作用下的原边开关器件提供了保护。电流型控制规定了此原边逐个脉冲限流作为控制技术的标准功能，这也是它的一个主要优点。 3. 恒功率限制

恒定输入功率限制通过限制最大传输功率来保护原边电路。但是在反激变换器中，这种技术几乎不能保护副边输出元件。例如在不连续反激变换器中，原边峰值电流已经受到限制，也就是给出了限制的传递功率。当负载电阻减少、负载超过它的限定值时，输出电压开始下降。正是因为规定输入和相应输出的电压电流乘积，当输出电压开始下降时，输出电流将会上升。在短路时，副边电流将会变得很大，在开关电源中消耗全部的功率。这种形式的功率限制一般只作为某些限制补充形式，如副边限流这种补充限制的电路中。 4. 反激超功率限制这种形式是上速形式的一种扩展，在这种形式中有一个电路来监视原边电流和副边电压，在输出电压降低时减少功率。通过这种方法，当负载电阻下降时使输出电流减小，防止副边元器件受到过强的应力损害，其缺点是用于非线性负载时会发生锁定现象。

开关电源保护电路

开关电源保护电路为使开关电源在恶劣环境及突发故障状况下安全可靠，提出了几种实用的保护电路，并对电路的工作原理进行了详尽分析。关键词：开关电源；保护电路；可靠性 1 引言评价开关电源的质量指标应该是以安全性、可靠性为第一原则。在电气技术指标满足正常使用要求的条件下，为使电源在恶劣环境及突发故障情况下安全可靠地工作，必须设计多种保护电路，比如防浪涌的软启动，防过压、欠压、过热、过流、短路、缺相等保护电路。 2 开关电源常用的几种保护电路 2.1 防浪涌软启动电路开关电源的输入电路大都采用电容滤波型整流电路，在进线电源合闸瞬间，由于电容器上的初始电压为零，电容器充电瞬间会形成很大的浪涌电流，特别是大功率开关电源，采用容量较大的滤波电容器，使浪涌电流达100A以上。在电源接通瞬间如此大的浪涌电流，重者往往会导致输入熔断器烧断或合闸开关的触点烧坏，整流桥过流损坏；轻者也会使空气开关合不上闸。上述现象均会造成开关电源无法正常工作，为此几乎所有的开关电源都设置了防止流涌电流的软启动电路，以保证电源正常而可靠运行。图1是采用晶闸管V和限流电阻R1组成的防浪涌电流电路。在电源接通瞬间，输入电压经整流桥（D1～D4）和限流电阻R1对电容器C充电，限制浪涌电流。当电容器C充电到约80％额定电压时，逆变器正常工作。经主变压器辅助绕组产生晶闸管的触发信号，使晶闸管导通并短路限流电阻R1，开关电源处于正常运行状态。图1 采用晶闸管和限流电阻组成的软启动电路

图2是采用继电器K1和限流电阻R1构成的防浪涌电流电路。电源接通瞬间，输入电压经整流（D1～D4）和限流电阻R1对滤波电容器C1充电，防止接通瞬间的浪涌电流，同时辅助电源V cc经电阻R2对并接于继电器K1线包的电容器C2充电，当C2上的电压达到继电器K1的动作电压时，K1动作，其触点K1.1闭合而旁路限流电阻R1，电源进入正常运行状态。限流的延迟时间取决于时间常数（R2C2），通常选取为0.3～0.5s。为了提高延迟时间的准确性及防止继电器动作抖动振荡，延迟电路可采用图3所示电路替代RC延迟电路。图2 采用继电器K1和限流电阻构成的软启动电路图3 替代RC的延迟电路 2.2 过压、欠压及过热保护电路进线电源过压及欠压对开关电源造成的危害，主要表现在器件因承受的电压及电流应力超出正常使用的范围而损坏，同时因电气性能指标被破坏而不能满足要求。因此对输入电源的上限和下限要有所限制，为此采用过压、欠压保护以提高电源的可靠性和安全性。温度是影响电源设备可靠性的最重要因素。根据有关资料分析表明，电子元器件温度每升高2℃，可靠性下降10％，温升50℃时的工作寿命只有温升25℃时的1/6，为了避免功率器件过热造成损坏，在开关电源中亦需要设置过热保护电路。

开关电源电路详解图

开关电源电路详解图一、开关电源的电路组成开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路组成。辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。开关电源的电路组成方框图如下：二、输入电路的原理及常见电路 1、AC 输入整流滤波电路原理： ①防雷电路：当有雷击，产生高压经电网导入电源时，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1 组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3 会烧毁保护后级电路。 ②输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。当电源开启瞬间，要对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防止浪涌电流。因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。 ③整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。若C5容量变小，输出的交流纹波将增大。

2、DC 输入滤波电路原理： ①输入滤波电路：C1、L1、C2组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。C3、C4 为安规电容，L2、L3为差模电感。 ② R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌电路。在起机的瞬间，由于C6的存在Q2不导通，电流经RT1构成回路。当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。如果C8漏电或后级电路短路现象，在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大，Q1导通使Q2没有栅极电压不导通，RT1将会在很短的时间烧毁，以保护后级电路。三、功率变换电路 1、MOS管的工作原理：目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET（MOS管），是利用半导体表面的电声效应进行工作的。也称为表面场效应器件。由于它的栅极处于不导电状态，所以输入电阻可以大大提高，最高可达105欧姆，MOS管是利用栅源电压的大小，来改变半导体表面感生电荷的多少，从而控制漏极电流的大小。 2、常见的原理图： 3、工作原理： R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2组成缓冲器，和开关MOS管并接，使开关管电压应力减少，EMI减少，不发生二次击穿。在开关管Q1关断时，变压器的原边线圈易产生尖

常用直流开关电源的保护电路设计

常用直流开关电源的保护电路设计概述随着科学技术的发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，因此直流开关电源开始发挥着越来越重要的作用，并相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了直流开关电源[1-3]。同时随着许多高新技术，包括高频开关技术、软开关技术、功率因数校正技术、同步整流技术、智能化技术、表面安装技术等技术的发展，开关电源技术在不断地创新，这为直流开关电源提供了广泛的发展空间。但是由于开关电源中控制电路比较复杂，晶体管和集成器件耐受电、热冲击的能力较差，在使用过程中给用户带来很大不便。为了保护开关电源自身和负载的安全，根据了直流开关电源的原理和特点，设计了过热保护、过电流保护、过电压保护以及软启动保护电路。 2 开关电源的原理及特点 2.1工作原理直流开关电源由输入部分、功率转换部分、输出部分、控制部分组成。功率转换部分是开关电源的核心，它对非稳定直流进行高频斩波并完成输出所需要的变换功能。它主要由开关三极管和高频变压器组成。图1画出了直流开关电源的原理图及等效原理框图，它是由全波整流器，开关管V，激励信号，续流二极管Vp，储能电感和滤波电容C组成。实际上，直流开关电源的核心部分是一个直流变压器。 2.2特点为了适应用户的需求，国内外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件，特别是通过改善二次整流器件的损耗，并在功率铁氧体(Mn-Zn)材料上加大科技创新，以提高在高频率和较大磁通密度下获得高的磁性能，同时SMT技术的应用使得开关电源取得了长足的进展，在电路板两面布置元器件，以确保开关电源的轻、小、薄。因此直流开关电源的发展趋势是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。直流开关电源的缺点是存在较为严重的开关干扰，适应恶劣环境和突发故障的能力较弱。由于国内微电子技术、阻容器件生产技术以及磁性材料技术与一些技术先进国家还有一定的差距，因此直流开关电源的制作技术难度大、维修麻烦和造价成本较高， 3 直流开关电源的保护基于直流开关电源的特点和实际的电气状况，为使直流开关电源在恶劣环境及突发故障情况下安全可靠地工作，本文根据不同的情况设计了多种保护电路。 3.1过电流保护电路

开关电源适配器输出过载保护四个方法

开关电源适配器输出过载保护四个方法方法一、超功率延时关断保护超功率延时关断保护是电源适配器研发过程中，必须具备的一种输出过载保护技术。在延时跳闸型系统中，短时瞬变电流的要求是被容许的，只有在电流应力长时间超过安全值时才将电源关断。短瞬变电流的提供将不会危害电源的可靠性，也不会给电源的成本带来很大的影响。只有长期持续电流的要求才会影响电路的成本和体积。电源输出大的瞬变电流时，其性能将会有一定的降低，可能超过规定的电压误差和纹波值。这种易受大而短的瞬变电流影响的负载的典型实例是软盘驱动器和螺线管驱动器。方法二、逐个脉冲的超功率或过电流限制对逐个脉冲进行超功率或过电流限制在实际应用中是非常有效的输出过载保护方法，在附加副边限流保护中经常采用此技术。在以前的开关设备中，输入电流是要实时监视的。如果这个电流超过了规定的限制电流值，导通脉冲就会终止。在不续反激变换器中，其最大的电流决定着电路的功率，这种类型的保护电路就变成了实实在在的功率限制保护电路。对于正激变换器的开关电路，它的输入功率是输入功率是输入电流与输入电压的函数。这种电路采用的保护类型提供了一个原边限流的保护技术，在输入电压恒定的情况下，这种技术也提供了一种有效的功率限制保护的检测方法。逐个快速脉冲限流的主要优点是为在不正常的瞬变应力如变压器的阶梯饱和效应作用下的原边开关器件提供了保护。电流型控制规定了此原边逐个脉冲限流作为控制技术的标准功能，这也是它的一个主要优点。方法三、恒功率限制保护法恒定输入功率限制保护法是目前国际上比较通用的开关电源适配器输出保护技术之一，这种方法的保护原理在于通过限制最大传输功率来保护原边电路。但是在反激变换器中，这种技术几乎不能保护副边输出元件。例如在不连续反激变换器中，原边峰值电流已经受到限制，也就是给出了限制的传递功率。

开关电源保护电路实例

开关电源保护电路实例摘要：为使开关电源在恶劣环境及突发故障状况下安全可靠，提出了几种实用的保护电路，并对电路的工作原理进行了详尽分析。 1 引言评价开关电源的质量指标应该是以安全性、可靠性为第一原则。在电气技术指标满足正常使用要求的条件下，为使电源在恶劣环境及突发故障情况下安全可靠地工作，必须设计多种保护电路，比如防浪涌的软启动，防过压、欠压、过热、过流、短路、缺相等保护电路。 2 开关电源常用的几种保护电路 2.1 防浪涌软启动电路开关电源的输入电路大都采用电容滤波型整流电路，在进线电源合闸瞬间，由于电容器上的初始电压为零，电容器充电瞬间会形成很大的浪涌电流，特别是大功率开关电源，采用容量较大的滤波电容器，使浪涌电流达100A以上。在电源接通瞬间如此大的浪涌电流，重者往往会导致输入熔断器烧断或合闸开关的触点烧坏，整流桥过流损坏；轻者也会使空气开关合不上闸。上述现象均会造成开关电源无法正常工作，为此几乎所有的开关电源都设置了防止流涌电流的软启动电路，以保证电源正常而可靠运行。图1 采用晶闸管V和限流电阻R1组成的防浪涌电流电路图1是采用晶闸管V和限流电阻R1组成的防浪涌电流电路。在电源接通瞬间，输入电压经整流桥（D1～D4）和限流电阻R1对电容器C充电，限制浪涌电流。当电容器C充电到约80％额定电压时，逆变器正常工作。经主变压器辅助绕组产生晶闸管的触发信号，使晶闸管导通并短路限流电阻R1，开关电源处于正常运行状态。

图2 采用继电器K1和限流电阻R1构成的防浪涌电流电路图2是采用继电器K1和限流电阻R1构成的防浪涌电流电路。电源接通瞬间，输入电压经整流（D1～D4）和限流电阻R1对滤波电容器C1充电，防止接通瞬间的浪涌电流，同时辅助电源Vcc经电阻R2对并接于继电器K1线包的电容器C2充电，当C2上的电压达到继电器K1的动作电压时，K1动作，其触点K1.1闭合而旁路限流电阻R1，电源进入正常运行状态。限流的延迟时间取决于时间常数（R2C2），通常选取为0.3～0.5s。为了提高延迟时间的准确性及防止继电器动作抖动。 2.2 过压、欠压及过热保护电路进线电源过压及欠压对开关电源造成的危害，主要表现在器件因承受的电压及电流应力超出正常使用的范围而损坏，同时因电气性能指标被破坏而不能满足要求。因此对输入电源的上限和下限要有所限制，为此采用过压、欠压保护以提高电源的可靠性和安全性。温度是影响电源设备可靠性的最重要因素。根据有关资料分析表明，电子元器件温度每升高2℃，可靠性下降10％，温升50℃时的工作寿命只有温升25℃时的1/6，为了避免功率器件过热造成损坏，在开关电源中亦需要设置过热保护电路。

开关电源电路详解

FS1: 由变压器计算得到Iin值，以此Iin值(0.42A)可知使用公司共享料2A/250V，设计时亦须考虑Pin(max)时的Iin是否会超过保险丝的额定值。 TR1(热敏电阻): 电源启动的瞬间，由于C1(一次侧滤波电容)短路，导致Iin电流很大，虽然时间很短暂，但亦可能对Power产生伤害，所以必须在滤波电容之前加装一个热敏电阻，以限制开机瞬间Iin在Spec之内(115V/30A，230V/60A)，但因热敏电阻亦会消耗功率，所以不可放太大的阻值(否则会影响效率)，一般使用 SCK053(3A/5Ω)，若C1电容使用较大的值，则必须考虑将热敏电阻的阻值变大(一般使用在大瓦数的Power上)。

VDR1(突波吸收器): 当雷极发生时，可能会损坏零件，进而影响Power的正常动作，所以必须在靠AC输入端 (Fuse之后)，加上突波吸收器来保护Power(一般常用07D471K)，但若有价格上的考虑，可先忽略不装。 CY1，CY2(Y-Cap): Y-Cap一般可分为Y1及Y2电容，若AC Input有FG(3 Pin)一般使用Y2- Cap ，AC Input若为2Pin(只有L，N)一般使用Y1-Cap，Y1与Y2的差异，除了价格外(Y1较昂贵)，绝缘等级及耐压亦不同(Y1称为双重绝缘，绝缘耐压约为Y2的两倍，且在电容的本体上会有“回”符号或注明Y1)，此电路蛭蠪G所以使用 Y2-Cap，Y-Cap会影响EMI特性，一般而言越大越好，但须考虑漏电及价格问题，漏电(Leakage Current )必须符合安规须求(3Pin公司标准为750uA max)。 CX1(X-Cap)、RX1: X-Cap为防制EMI零件，EMI可分为Conduction及Radiation两部分，Conduction 规范一般可分为: FCC Part 15J Class B 、 CISPR 22(EN55022) Class B 两种，FCC测试频率在450K~30MHz，CISPR 22测试频率在150K~30MHz， Conduction 可在厂内以频谱分析仪验证，Radiation 则必须到实验室验证，X-Cap 一般对低频段(150K ~ 数M之间)的EMI防制有效，一般而言X-Cap愈大，EMI防制效果愈好(但价格愈高)，若X-Cap在0.22uf以上(包含0.22uf)，安规规定必须要有泄放电阻(RX1，一般为1.2MΩ 1/4W)。 LF1(Common Choke): EMI防制零件，主要影响Conduction 的中、低频段，设计时必须同时考虑EMI 特性及温升，以同样尺寸的Common Choke而言，线圈数愈多(相对的线径愈细)，EMI防制效果愈好，但温升可能较高。 BD1(整流二极管): 将AC电源以全波整流的方式转换为DC，由变压器所计算出的Iin值，可知只要使用1A/600V的整流二极管，因为是全波整流所以耐压只要600V即可。 C1(滤波电容): 由C1的大小(电容值)可决定变压器计算中的Vin(min)值，电容量愈大，Vin(min)愈高但价格亦愈高，此部分可在电路中实际验证Vin(min)是否正确，若AC Input 范围在90V~132V (Vc1 电压最高约190V)，可使用耐压200V的电容;若AC Input 范围在90V~264V(或180V~264V)，因Vc1电压最高约380V，所以必须使用耐压400V的电容。 D2(辅助电源二极管): 整流二极管，一般常用FR105(1A/600V)或BYT42M(1A/1000V)，两者主要差异: 耐压不同(在此处使用差异无所谓) VF不同(FR105=1.2V，BYT42M=1.4V) R10(辅助电源电阻): 主要用于调整PWM IC的VCC电压，以目前使用的3843而言，设计时VCC必须大于8.4V(Min. Load时)，但为考虑输出短路的情况，VCC电压不可设计的太高，以免当输出短路时不保护(或输入瓦数过大)。 C7(滤波电容): 辅助电源的滤波电容，提供PWM IC较稳定的直流电压，一般使用100uf/25V电容。

开关电源中几种过流保护方式的比较

开关电源中几种过流保护方式的比较时间：2005-07-12 17:22:00 来源：电源技术应用作者：杨恒摘要：在输出短路或过载时对电源或负载进行的保护，即为过电流保护，简称过流保护。介绍了过流保护的几种型式，如フ字型、恒流型、恒功率型等，并进行了比较。关键词：过流保护；检测；比较引言电源作为一切电子产品的供电设备，除了性能要满足供电产品的要求外，其自身的保护措施也非常重要，如过压、过流、过热保护等。一旦电子产品出现故障时，如电子产品输入侧短路或输出侧开路时，则电源必须关闭其输出电压，才能保护功率MOSFET和输出侧设备等不被烧毁，否则可能引起电子产品的进一步损坏，甚至引起操作人员的触电及火灾等现象，因此，开关电源的过流保护功能一定要完善。 1 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，即フ字型；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％。一般为自动恢复型。图1中①表示电流下垂型，②表示恒流型，③表示恒功率型。 1.1 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）的设计中，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，Rsc提供一个电压降驱动晶体管S2导通，在图2（b）中跨接在Rsc上的限流电压比较器，当产生过流时，可以把驱动电流脉冲短路，起到保护作用。图2（a）与图2（b）相比，图2（b）保护电路反应速度更快及准确。首先，它把比较放大器的限流驱动的门槛电压预置在一个比晶体管的门槛电压Vbe更精确的范围内；第二，它把所预置的门槛电压取得足够小，其典型值只有100mV～200mV，因此，可以把限流取样电阻Rsc的值取得较小，这样就减小了功耗，提高了电源的效率。当AC输入电压在90～264V范围内变化，且输出同等功率时，则变压器初级的尖峰电流相差很大，导致高、低端过流保护点严重漂移，不利于过流点的一致性。在电路中增加一个取自＋VH的上拉电阻R1，其目的是使S2的基极或限流比较器的同相端有一个预值，以达到高低端的过流保护点尽量一致。 1.2 用于基极驱动电路的限流电路在一般情况下，都是利用基极驱动电路把电源的控制电路和开关晶体管隔离开来。变换器的输出部分和控制电路共地。限流电路可以直接和输出电路相接，其电路如图3所示。在图3中，控制电路与输出电路共地。工作原理如下：电路正常工作时，负载电流IL流过电阻Rsc产生的压降不足以使S1导通，由于S1在截止时IC1=0，电容器C1处于未充电状态，因此晶体管S2也截止。如果负载侧电流增加，使IL达到一个设定的值，使得ILRsc=Vbe1＋Ib1R1，则S1导通，使电容器C1充电，其充

开关电源保护电路实例详细分析

开关电源保护电路实例详细分析输入欠压保护电路 1、输入欠压保护电路一概述（电路类别、实现主要功能描述）：该电路属于输入欠压电路，当输入电压低于保护电压时拉低控制芯片的供电Vcc，从而关闭输出。电路组成（原理图）：工作原理分析(主要功能、性能指标及实现原理): 当电源输入电压高于欠压保护设定点时，A点电压高于U4的Vref，U4导通，B点电压为低电平，Q4导通，Vcc供电正常；当输入电压低于保护电压时，A点电压低于U4的Vref，U4截止，B点电压为高电平，Q4截止，从而Vcc没有电压，此时Vref也为低电平，当输入电压逐渐升高时，A点电压也逐渐升高，当高于U4的Vref，模块又正常工作。R4可以设定欠压保护点的回差。电路的优缺点该电路的优点：电路简单，保护点精确缺点：成本较高。应用的注意事项：使用时注意R1，R2的取值，有时候需要两个电阻并联才能得到需要的保护点。还需要注意R1，R2的温度系数，否则高低温时，欠压保护点相差较大。 2、输入欠压保护电路二概述（电路类别、实现主要功能描述）：输入欠压保护电路。当输入电压低于设定欠压值时，关闭输出；当输入电压升高到设定恢复值时，输出自动恢复正常。

电路组成（原理图）：工作原理分析(主要功能、性能指标及实现原理): 输入电压在正常工作范围内时， Va大于VD4的稳压值，VT4导通，Vb为0电位，VT5截止，此时保护电路不起作用；当输入电压低于设定欠压值时，Va小于VD4的稳压值，VT4截止，Vb为高电位，VT5导通，将COMP（芯片的1脚）拉到0电位，芯片关闭输出，从而实现了欠压保护功能。 R21、VT6、R23组成欠压关断、恢复时的回差电路。当欠压关断时,VT6导通，将R21与R2并联，；恢复时，VT6截止，，回差电压即为(Vin’-Vin)。电路的优缺点优点：电路形式简单，成本较低。缺点：因稳压管VD4批次间稳压值的差异，导致欠压保护点上下浮动，大批量生产时需经常调试相关参数。应用的注意事项： VD4应该选温度系数较好的稳压管，需调试的元件如R2应考虑多个并联以方便调试输出过压保护电路 1、输出过压保护电路一概述（电路类别、实现主要功能描述）：输出过压保护电路。当有高于正常输出电压范围的外加电压加到输出端或电路本身故障（开环或其他）导致输出电压高于稳压值时，此电路会将输出电压钳位在设定值。电路组成（原理图）：

开关电源中几种过流保护方式的电路比较分析

找电源工作上----------------------------电源英才网开关电源中几种过流保护方式的电路比较分析引言电源作为一切电子产品的供电设备，除了性能要满足供电产品的要求外，其自身的保护措施也非常重要，如过压、过流、过热保护等。一旦电子产品出现故障时，如电子产品输入侧短路或输出侧开路时，则电源必须关闭其输出电压，才能保护功率MOSFET和输出侧设备等不被烧毁，否则可能引起电子产品的进一步损坏，甚至引起操作人员的触电及火灾等现象，因此，开关电源的过流保护功能一定要完善。 1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，即フ字型；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％。一般为自动恢复型。图1中①表示电流下垂型，②表示恒流型，③表示恒功率型。图1过电流保护特性 1.1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）的设计中，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，Rsc提供一个电压降驱动晶体管S2导通，在图2（b）中跨接在Rsc上的限流电压比较器，当产生过流时，可以把驱动电流脉冲短路，起到保护作用。图2（a）与图2（b）相比，图2（b）保护电路反应速度更快及准确。首先，它把比较放大器的限流驱动的门槛电压预置在一个比晶体管的门槛电压Vbe更精确的范围内；第二，它把所预置的门槛电压取得足够小，其典型值只有100mV～200mV，因此，可以把限流取样

开关电源过流保护方式比较分析

开关电源过流保护方式比较分析引言电源作为一切电子产品的供电设备，除了性能要满足供电产品的要求外，其自身的保护措施也非常重要，如过压、过流、过热保护等。一旦电子产品出现故障时，如电子产品输入侧短路或输出侧开路时，则电源必须关闭其输出电压，才能保护功率MOSFET和输出侧设备等不被烧毁，否则可能引起电子产品的进一步损坏，甚至引起操作人员的触电及火灾等现象，因此，开关电源的过流保护功能一定要完善。 1 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，即フ字型；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％。一般为自动恢复型。图1中①表示电流下垂型，②表示恒流型，③表示恒功率型。图1过电流保护特性 1.1 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）的设计中，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，Rsc提供一个电压降驱动晶体管S2导通，在图2（b）中跨接在Rsc上的限流电压比较器，当产生过流时，可以把驱动电流脉冲短路，起到保护作用。图2（a）与图2（b）相比，图2（b）保护电路反应速度更快及准确。首先，它把比较放大器的限流驱动的门槛电压预置在一个比晶体管的门槛电压Vbe更精确的范围内；第二，它把所预置的门槛电压取得足够小，其典型值只有100mV～200mV，因此，可以把限流取样电阻Rsc的值取得较小，这样就减小了功耗，提高了电源的效率。

24V开关电源的几种保护电路

24V开关电源常用的几种保护电路 1.防浪涌软启动电路 24V开关电源的输入电路大都采用电容滤波型整流电路，在进线电源合闸瞬间，由于电容器上的初始电压为零，电容器充电瞬间会形成很大的浪涌电流，特别是大功率开关电源，采用容量较大的滤波电容器，使浪涌电流达100A以上。在电源接通瞬间如此大的浪涌电流，重者往往会导致输入熔断器烧断或合闸开关的触点烧坏，整流桥过流损坏；轻者也会使空气开关合不上闸。上述现象均会造成开关电源无法正常工作，为此几乎所有的开关电源都设置了防止流涌电流的软启动电路，以保证电源正常而可靠运行。 2.过压、欠压及过热保护电路进线电源过压及欠压对开关电源造成的危害，主要表现在器件因承受的电压及电流应力超出正常使用的范围而损坏，同时因电气性能指标被破坏而不能满足要求。因此对输入电源的上限和下限要有所限制，为此采用过压、欠压保护以提高电源的可靠性和安全性。温度是影响电源设备可靠性的最重要因素。根据有关资料分析表明，电子元器件温度每升高2℃，可靠性下降10％，温升50℃时的工作寿命只有温升25℃时的1/6，为了避免功率器件过热造成损坏，在开关电源中亦需要设置过热保护电路。 3.缺相保护电路

由于电网自身原因或电源输入接线不可靠，24V开关电源有时会出现缺相运行的情况，且掉相运行不易被及时发现。当电源处于缺相运行时，整流桥某一臂无电流，而其它臂会严重过流造成损坏，同时使逆变器工作出现异常，因此必须对缺相进行保护。检测电网缺相通常采用电流互感器或电子缺相检测电路。由于电流互感器检测成本高、体积大，故开关电源中一般采用电子缺相保护电路。图5 是一个简单的电子缺相保护电路。三相平衡时，R1～R3结点H电位很低，光耦合输出近似为零电平。当缺相时，H点电位抬高，光耦输出高电平，经比较器进行比较，输出低电平，封锁驱动信号。比较器的基准可调，以便调节缺相动作阈值。该缺相保护适用于三相四线制，而不适用于三相三线制。电路稍加变动，亦可用高电平封锁PWM信号。 4.短路保护 24V开关电源同其它电子装置一样，短路是最严重的故障，短路保护是否可靠，是影响开关电源可靠性的重要因素。IGBT（绝缘栅双极型晶体管）兼有场效应晶体管输入阻抗高、驱动功率小和双极型晶体管电压、电流容量大及管压降低的特点，是目前中、大功率开关电源最普遍使用的电力电子开关器件。IGBT能够承受的短路时间取决于它的饱和压降和短路电流的大小，一般仅为几μs至几十μs。短路电流过大不仅使短路承受时间缩短，而且使关断时电流下降率di/dt过大，由于漏感及引线电感的存在，导致IGBT集电极过电压，该过电压可在器件内部产生擎住效应使IGBT锁定失效，同时高的过电压会使IGBT击穿。因此，当出现短路过流时，必须采取有效的保护措施。搜索相关文章：24V开关电源修改于2008-04-25 11:15:51