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高频开关直流电源的保护技术

点击:673 日期:2016-12-05 选择字号:
  1 引言 

    高频开关直流电源模块中所使用的大功率开关器件价格较贵,其控制电路亦比较复杂,另外,开关电源的负载一般都是用大量的集成化程度很高的器件安装的电子系统。晶体管和集成器件耐受电、热冲击的能力较差。因而开关电源模块的保护应该兼顾其本身和负载的安全。保护电路的种类很多,这里介绍极性保护、程序保护、过电流保护、过电压保护、欠电压保护以及过热保护等电路。通常选用几种保护方式加以组合,构成完善的保护系统。


    2 极性保护
    直流电源模块开关稳压器的输入一般都是未稳压直流电源,由于操作失误或者意外情况会将其极性接错,此时将会损坏开关稳压电源。极性保护的目的就是使开关稳压器仅当以正确的极性接上未稳压直流电源时才能工作。利用单向导通器件可以实现电源的极性保护。最简单的极性保护电路如图1所示。由于二极管D流过开关稳压器的输入总电流,因此这种电路应用在小功率的开关稳压器上比较合适。在较大功率的场合,则把极性保护电路作为程序保护中的一个环节,可以省去极性保护所需的大功率二极管,功耗也将减小。为了操作方便,便于识别极性开关正确与否,在图1中的二极管之后接指示灯。

图1 简单的极性保护
    3 程序保护

    直流电源模块稳压电源的电路比较复杂,基本上可以分为小功率控制部分和大功率开关部分。开关管则属大功率器件,为保护开关管在开启或关断电源时的安全,必须先让调制器、放大器等小功率控制电路工作。所以,必须保证正确的开机程序。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,滤波电容器会流过很大的浪涌电流,这个浪涌电流可高出正常输入电流的数倍,这样大的浪涌电流会使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,甚至会损害电容器。为此,开机时应该接入一个限流电阻,通过这个限流电阻对电容器充电。为了不使该限流电阻消耗过多的功率,在开机暂态过程结束后,用一个继电器自动短接,使直流电源直接对开关稳压器供电,如图2所示。这种电路称之谓开关稳压器的“软启动”电路。

 

图2 软启动电路

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