开关电源中几种过流保护方式的比较

開關電源中幾種過流保護方式的比較

楊恒

〔飛兆科技有限公司（臺灣），上海200070〕

摘要：在輸出短路或過載時對電源或負載進行的保護，即爲過電流保護，簡稱過流保護。介紹了過流保護的幾種型式，如フ字型、恒流型、恒功率型等，並進行了比較。

關鍵字：過流保護；檢測；比較

0引言

電源作爲一切電子産品的供電設備，除了性能要滿足供電産品的要求外，其自身的保護措施也非常重要，如過壓、過流、過熱保護等。一旦電子産品出現故障時，如電子産品輸入側短路或輸出側開路時，則電源必須關閉其輸出電壓，才能保護功率MOSFET和輸出側設備等不被燒毀，否則可能引起電子産品的進一步損壞，甚至引起操作人員的觸電及火災等現象，因此，開關電源的過流保護功能一定要完善。

1開關電源中常用的過流保護方式

過電流保護有多種形式，如圖1所示，可分爲額定電流下垂型，即フ字型；恒流型；恒功率型，多數爲電流下垂型。過電流的設定值通常爲額定電流的110％～130％。一般爲自動恢復型。

圖1中①表示電流下垂型，②表示恒流型，③表示恒功率型。

圖1過電流保護特性

1.1用於變壓器初級直接驅動電路中的限流電路

在變壓器初級直接驅動的電路（如單端正激式變換器或反激式變換器）的設計中，實現限流是比較容易的。圖2是在這樣的電路中實現限流的兩種方法。

圖2電路可用于單端正激式變換器和反激式變換器。圖2（a）與圖2（b）中在MOSFET的源極均串入一個限流電阻R sc，在圖2（a）中，R sc提供一個電壓降驅動電晶體S2導通，在圖2（b）中跨接在R sc上的限流電壓比較器，當産生過流時，可以把驅動電流脈衝短路，起到保護作用。

圖2（a）與圖2（b）相比，圖2（b）保護電路反應速度更快及準確。首先，它把比較放大器的限流驅動的門檻電壓預置在一個比電晶體的門檻電壓V be更精確的範圍內；第二，它把所預置的門檻電壓取得足夠小，其典型值只有100mV ～200mV，因此，可以把限流取樣電阻R sc的值取得較小，這樣就減小了功耗，提高了電源的效率。

（a）電晶體保護

（b）限流比較器保護

圖2在單端正激式或反激式變換器電路中的限流電路

當AC輸入電壓在90～264V範圍內變化，且輸出同等功率時，則變壓器初級的尖峰電流相差很大，導致高、低端過流保護點嚴重漂移，不利於過流點的一致性。在電路中增加一個取自＋V H的上拉電阻R1，其目的是使S2的基極或限流比較器的同相端有一個預值，以達到高低端的過流保護點儘量一致。

1.2用於基極驅動電路的限流電路

在一般情況下，都是利用基極驅動電路把電源的控制電路和開關電晶體隔離開來。變換器的輸出部分和控制電路共地。限流電路可以直接和輸出電路相接，其電路如圖3所示。在圖3中，控制電路與輸出電路共地。工作原理如下：

圖3用於多種電源變換器中的限流電路

電路正常工作時，負載電流I L流過電阻R sc産生的壓降不足以使S1導通，由於S1在截止時IC1=0，電容器C1處於未充電狀態，因此電晶體S2也截止。如果負載側電流增加，使I L達到一個設定的值，使得I L R sc=V be1＋I b1R1，則S1導通，使電容器C1充電，其充電時間常數τ=R2C1，C1上充滿電荷後的電壓是V C1=I b2R4＋V be2。在電路檢測到有過流發生時，爲使電容器C 1能夠快速放電，應當選擇R4<

的集電極輸出可以進一步關閉PWM的驅動信號。當過載現象解除後，電路可以自動恢復到正常工作狀態。

1.3無功率損耗的限流電路

上述兩種過流保護比較有效，但是R sc的存在降低了電源的效率，尤其是在大電流輸出的情況下，R sc上的功耗就會明顯增加。圖4電路利用電流互感器作爲檢測元件，就爲電源效率的提高創造了一定的條件。

圖4電路工作原理如下：利用電流互感器T2監視負載電流I L，I L在通過互感器初級時，把電流的變化耦合到次級，在電阻R1上産生壓降。二極體D3對脈衝電流進行整流，經整流後由電阻R2和電容C1進行平滑濾波。當發生過載現象時，電容器C1兩端電壓迅速增加，使齊納管D4導通，驅動電晶體S1導通，S1集電極的信號可以用來作爲電源變換器調節電路的驅動信號。

圖4無功耗限流電路

電流互感器可以用鐵氧體磁芯或MPP環型磁芯來繞制，但要經過反復實驗，以確保磁芯不飽和。理想的電流互感器應該達到匝數比是電流比。通常互感器的N p=1，N s=N p I p R1/(V s＋V D3)。具體繞制資料最後還要經過實驗調整，使其性能達到最佳狀態。

1.4用555做限流電路

圖5爲555集成時基電路的基本框圖。

圖5555集成時基電路的基本框圖

555集成時基電路是一種新穎的、多用途的類比積體電路，有LM555，RCA555，5G1555等，其基本性能都是相同的，用它組成的延時電路、單穩態振蕩器、多諧振蕩器及各種脈衝調製電路，用途十分廣泛，也可用於直接變換器的控制電路。

555時基電路由分壓器R1、R2、R3，兩個比較器，R-S觸發器以及兩個電晶體等組成，電路在5～18V範圍內均能工作。分壓器提供偏壓給比較器1的反相輸入端，電壓爲2V cc/3，提供給比較器2的同相輸入端電壓爲V cc/3，比較器的另兩個輸入端腳2、腳6分別爲觸發和門限，比較器輸出控制R-S觸發器，觸發器輸出供給輸出級以及電晶體V1的基極。當觸發器輸出置高時，V1導通，接通腳7的放電電路；當觸發器輸出爲低時，V1截止，輸出級提供一個低的輸出阻抗，並

且將觸發器輸出脈衝反相。當觸發器輸出置高時，腳3輸出的電壓爲低電平，觸發器輸出爲低時，腳3輸出的電壓爲高電平。輸出級能夠提供的最大電流爲200mA，電晶體V2是PNP管，它的發射極接內部基準電壓V r，V r的取值總是小於電源電壓V cc，因此，若將V2的基極（腳4重定）接到V cc上，V2的基—射極爲反偏，電晶體V2截止。

圖6爲用555做限流保護的電路，其工作原理如下：UC384X與S1及T1組成一個基本的PWM變換器電路。UC384X系列控制IC有兩個閉環控制回路，一個是輸出電壓V o反饋至誤差放大器，用於同基準電壓V ref比較之後産生誤差電壓（爲了防止誤差放大器的自激現象産生，直接把腳2對地短接）；另一個是變壓器初級電感中的電流在T2次級檢測到的電流值在R8及C7上的電壓，與誤差電壓進行比較後産生調製脈衝的脈衝信號。當然，這些均在時鐘所設定的固定頻率下工作。UC384X具有良好的線性調整率，能達到0.01％/V；可明顯地改善負載調整率；使誤差放大器的外電路補償網路得到簡化，穩定度提高並改善了頻響，具有更大的增益帶寬乘積。UC384X有兩種關閉技術；一是將腳3電壓升高超過1V，引起過流保護開關關閉電路輸出；二是將腳1電壓降到1V以下，使PWM比較器輸出高電平，PWM鎖存器重定，關閉輸出，直到下一個時鐘脈衝的到來，將PWM鎖存器置位元，電路才能重新啓動。電流互感器T2監視著T1的尖峰電流值，當發生過載時，T1的尖峰電流迅速上升，使T2的次級電流上升，經D1整流，R9及C7平滑濾波，送到IC1的腳3，使IC1的腳1電平下降（注意：接IC1腳1的R3，C4必須接成開環模式，如接成閉環模式則過流時555的腳7放電端無法放電）。IC1的腳1與IC2的腳6相連接，使IC2的比較器1同相輸入端的電壓降低，觸發器Q輸出高電平，V1導通，IC2的腳7放電，使IC1的腳1電平被拉低於1V，則IC1輸出關閉，S1因無柵極驅動信號而關閉，使電路得到保護。若過流不消除，則重復上述過程，IC1重新進入啓動、關閉、再啓動、再關閉的迴圈狀態，即“打嗝”現象。而且，過負載期間，重復進行著啓振與停振，但停振時間長，啓振時間短，因此電源不會過熱，這種過負載保護稱爲周期保護方式（當輸入端輸入電壓變化範圍較大時，仍可使高、低端的過流保護點基本相同）。其振蕩周期由555單穩多諧振蕩器的RC時間常數τ決定，本例中τ=R1C1，直到過載現象消失，電路才可恢復正常工作。電流互感器T2的選擇同1.3的互感器計算方法。

圖6用555做限流保護電路

圖6電路，可以用在單端反激式或單端正激式變換器中，也可用在半橋式、全橋式或推挽式電路中，只要IC1有反饋控制端及基準電壓端即可，當發生過流現象時，用555電路的單穩態特性使電路工作在“打嗝”狀態下。

1.5幾種過流保護方式的比較

幾種過流保護方式的比較如表1所列。

表1幾種過流保護方式的比較

2結語

作者經過長期的研發與生産，比較了開關電源中所使用的各種過流保護方法，可以說，幾乎沒有一種過流保護方式是萬能的，只有用555的保護方式性能價格比是較好的。一般來說，選擇何種過流保護方式，都要結合具體的電路變換模式而做出相應的選擇。只有經過認真的分析，大量的實驗才能找到最適合的過流保護方式。保護方式設計的合理、有效，意味著産品的可靠性才可能更高。

作者簡介

楊恒（1964－），男，大學，高級工程師。87年開始從事於開關電源的研發，設計與生産管理工作至今。目前在飛兆科技股份有限公司(臺灣)擔任研發部經理。發表論文數篇，其中《兩級交叉正激式同步整流拓樸》被評爲2003年度上海市青年優秀論文三等獎

开关电源浪涌吸收方法

开关电源的冲击电流控制方法开关电源的输入一般有滤波器来减小电源反馈到输入的纹波，输入滤波器一般有电容和电感组成∏形滤波器，图1. 和图2. 分别为典型的AC/DC电源输入电路和DC/DC电源输入电路。由于电容器在瞬态时可以看成是短路的，当开关电源上电时，会产生非常大的冲击电流，冲击电流的幅度要比稳态工作电流大很多，如对冲击电流不加以限制，不但会烧坏保险丝，烧毁接插件，还会由于共同输入阻抗而干扰附近的电器设备。

图3.通信系统的最大冲击电流限值（AC/DC电源）图4.通信系统在标称输入电压和最大输出负载时的冲击电流限值（DC/DC电源）欧洲电信标准协会(the European Telecommunications Standards Institute)对用于通信系统的开关电源的冲击电流大小做了规定，图3为通信系统用AC/DC电源供电时的最大冲击电流限值[4]，图4为通信系统在DC/DC电源供电，标称输入电压和最大输出负载时的最大冲击电流限值[5]。图中It为冲击电流的瞬态值，Im为稳态工作电流。冲击电流的大小由很多因素决定，如输入电压大小，输入电线阻抗，电源内部输入电感及等效阻抗，输入电容等效串连阻抗等。这些参数根据不同的电源系统和布局不同而不同，很难进行估算，最精确的方法是在实际应用中测量冲击电流的大小。在测量冲击电流时，不能因引入传感器而改变冲击电流的大小，推荐用的传感器为霍尔传感器。

2. AC/DC开关电源的冲击电流限制方法 2.1 串连电阻法对于小功率开关电源，可以用象图5的串连电阻法。如果电阻选得大，冲击电流就小，但在电阻上的功耗就大，所以必须选择折衷的电阻值，使冲击电流和电阻上的功耗都在允许的范围之内。图5. 串连电阻法冲击电流控制电路（适用于桥式整流和倍压电路，其冲击电流相同）串连在电路上的电阻必须能承受在开机时的高电压和大电流，大额定电流的电阻在这种应用中比较适合，常用的为线绕电阻，但在高湿度的环境下，则不要用线绕电阻。因线绕电阻在高湿度环境下，瞬态热应力和绕线的膨胀会降低保护层的作用，会因湿气入侵而引起电阻损坏。图5所示为冲击电流限制电阻的通常位置，对于110V、220V双电压输入电路，应该在R1和R2位置放两个电阻，这样在110V输入连接线连接时和220V输入连接线断开时的冲击电流一样大。对于单输入电压电路，应该在R3位置放电阻。 2.2 热敏电阻法在小功率开关电源中，负温度系数热敏电阻（NTC）常用在图5中R1，R2，R3位置。在开关电源第一次启动时，NTC的电阻值很大，可限制冲击电流，随着NTC的自身发热，其电阻值变小，使其在工作状态时的功耗减小。用热敏电阻法也由缺点，当第一次启动后，热敏电阻要过一会儿才到达其工作状态电阻值，如果这时的输入电压在电源可以工作的最小值附近，刚启动时由于热敏电阻阻值还较大，它的压降较大，电源就可能工作在打嗝状态。另外，当开关电源关掉后，热敏电阻需要一段冷却时间来将阻值升高到常温态以备下一次启动，冷却时间根据器件、安装方式、环境温度的不同而不同，一般为1分钟。如果开关电源关掉后马上开启，热敏电阻还没有变冷，这时对冲击电流失去限制作用，这就是在使用这种方法控制冲击电流的电源不允许在关掉后马上开启的原因。

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

开关电源常见故障维修方法

开关电源常见故障及维修方法： 1.保险烧或炸主要检查300V上的大滤波电容、整流桥各二极管及开关管等部位，抗干扰电路出问题也会导致保险烧、发黑。需要注意的是：因开关管击穿导致保险烧一般会把电流检测电阻和电源控制芯片烧坏。负温度系数热敏电阻也很容易和保险一起被烧坏。 2.无输出，保险管正常这种现象说明开关电源未工作或进入了保护状态。首先要测量电源控制芯片的启动脚是否有启动电压，若无启动电压或者启动电压太低，则要检查启动电阻和启动脚外接的元件是否漏电，此时如电源控制芯片正常，则经上述检查可以迅速查到故障。若有启动电压，则测量控制芯片的输出端在开机瞬间是否有高、低电平的跳变，若无跳变，说明控制芯片坏、外围振荡电路元件或保护电路有问题，可先代换控制芯片，再检查外围元件;若有跳变，一般为开关管不良或损坏。 3.有输出电压，但输出电压过高这种故障一般来自于稳压取样和稳压控制电路。在直流输出、取样电阻、误差取样放大器如TL431、光耦、电源控制芯片等电路共同构成一个闭合的控制环路，任何一处出问题就会导致输出电压升高。 4.输出电压过低除稳压控制电路会引起输出电压低，还有下面一些原因也会引起输出电压低： a.开关电源负载有短路故障（特别是DC/DC变换器短路或性能不良等），此时，应该断开开关电源电路的所有负载，以区分是开关电源电路还是负载电路有故障。若断开负载电路电压输出正常，说明是负载过重;或仍不正常说明开关电源电路有故障。 b.输出电压端整流二极管、滤波电容失效等，可以通过代换法进行判断。 c.开关管的性能下降，必然导致开关管不能正常导通，使电源的内阻增加，带负载能力下降。 d.开关变压器不良，不但造成输出电压下降，还会造成开关管激励不足从而屡损开关管 e.300V滤波电容不良，造成电源带负载能力差，一接负载输出电压便会下降。

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。

DCDC开关电源管理芯片的设计

DC-DC开关电源管理芯片的设计引言电源是一切电子设备的心脏部分，其质量的好坏直接影响电子设备的可靠性。而开关电源更为如此，越来越受到人们的重视。目前的计算机设备和各种高效便携式电子产品发展趋于小型化，其功耗都比较大，要求与之配套的电池供电系统体积更小、重量更轻、效率更高，必须采用高效率的DC/ DC开关稳压电源。目前电力电子与电路的发展主要方向是模块化、集成化。具有各种控制功能的专用芯片，近几年发展很迅速集成化、模块化使电源产品体积小、可靠性高，给应用带来极大方便。从另一方面说在开关电源DC-DC变换器中，由于输入电压或输出端负载可能出现波动, 应保持平均直流输出电压应能够控制在所要求的幅值偏差范围内，需要复杂的控制技术，于是各种PWM空制结构的研究就成为研究的热点。在这样的前提下，设计开发开关电源DC-DC控制芯片，无论是从经济，还是科学研究上都是是很有价值的。 1.开关电源控制电路原理分析 DC- DC变换器就是利用一个或多个开关器件的切换，把某一等级直流输入电压变换成另一等级直流输出电压。在给定直流输入电压下，通过调节电路开关器件的导通时间来控制平均输出电压控制方法之一就是采用某一固定频率进行开关切换，并通过调整导通区间长度来控制平均输出电压，这种方法也称为脉宽调制［PWM法。 PWM从控制方式上可以分为两类，即电压型控制(voltage mode con trol )和电流型控制(current modecontrol )。电压型控制方式的基本原理就是通过误差放大器输出信号与一固定的锯齿波进行比较，产生控制用的PW信号。从控制理论的角度来讲，电压型控制方式是一种单环控制系统。电压控制型变换器是一个—阶系统，它有两个状态变量：输出滤波电容的电压和输出滤波电感的电流。二阶系统是一个有条件稳定系统，只有对控制电路进行精心的设计和计算后，在满足一定的条件下，闭环系统方能稳定的工作。图即为电压型控制的原理框图。 1

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CCM和DCM工作模式

开关电源Buck 电路CCM 及DCM 工作模式一、Buck 开关型调整器: 图1 二、CCM 及DCM 定义： 1、CCM (Continuous Conduction Mode),连续导通模式：在一个开关周期内，电感电流从不会到0。或者说电感从不“复位”，意味着在开关周期内电感磁通从不回到0，功率管闭合时，线圈中还有电流流过。 2、DCM ，(Discontinuous Conduction Mode)非连续导通模式：在开关周期内，电感电流总会会到0，意味着电感被适当地“复位”，即功率开关闭合时，电感电流为零。 3、BCM （Boundary Conduction Mode ），边界或边界线导通模式：控制器监控电感电流，一旦检测到电流等于0，功率开关立即闭合。控制器总是等电感电流“复位”来激活开关。如果电感值电流高，而截至斜坡相当平，则开关周期延长，因此，BCM 变化器是可变频率系统。BCM 变换器可以称为临界导通模式或CRM （Critical Conduction Mode ）。图1通过花电感电流曲线表示了三种不同的工作模式。图2 电感工作的三种模式电流斜坡的中点幅值等于直流输出电流o I 的平均值，峰值电流Ip 与谷值电流V I 之差为纹波电流。三、CCM 工作模式及特点根据CCM 定义，测试出降压变换器工作于连续模式下的波形，如下图3所示。图3 波形1表示PWM 图形，将开关触发成导通和截止。当开关SW 导通时，公共点SW/D 上的电压为Vin 。相反，当开关断开时，公共点SW/D 电压将摆到负，此时电感电流对二极管D 提供偏置电流，出现负降压——续流作用。波形3描述了电感两端电压的变化。在平衡点，电感L 两端的平均电压为0，及S1+S2=0。S1面积对应于开关导通时电压与时间的乘积，S2面积对应于开关关断时电压与时间的乘积。S1简单地用矩形高度（in V -out V ）乘以D sw T ，而S2也是矩形高度-out V t 乘以（1-D ）sw T 。如果对S1和S2求和，然后再整个周期sw T 内平均，得到（D （in V -out V ）sw T -out V （1-D ）sw T ）/ sw T =0 化简上式可以到CCM 的降压DC 传递函数： out V = D in V =M in V 或M= out V /in V

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

开关电源控制模式的探讨

开关电源控制模式的探讨随着科学技术的发展，开关电源数字化、模块化、高频化的实现，促进了开关电源控制技术的不断发展。文章主要对开关电源控制模式进行分析，结合开关电源发展的历程，探讨了开关电源数字化控制技术以及电流型控制模式，以供参考。标签：开关电源；控制模式；电子技术 1 开关电源概述开关电源是在现代电子电力技术的发展基础上，控制开关管的开通及关断时间比率，以稳定输出电压的一种特殊的电源。一般来说，开关电源由脉冲宽度调制控制IC、MOSFET组成。随着科学技术的发展，开关电源技术也不断进行改革和创新。开关电源效率能够高达85%，与普通线性电源相比，开关电源的利用效率提高了一倍。同时，开关电源采用了小体积的滤波元件及散热器，可靠性、安全性也较高。从开关电源的类别来看，可以分成AC/AC、DC/DC等类型，其中，DC/DC开关电源的变换器已经实现了模块化设计和发展，因而得到用户普遍认可。从开关电源的产生和发展来看，自上个世纪六十年代以来，由于晶闸管控制模式的出现，大大促进了开关电源的发展。到七十年代初期，开关电源进入了长时期的瓶颈时期，开关电源的效率问题更加突出。直至七十年代后期，由于集成电技术的创新，催生了各种开关电源芯片的产生。当前，集成化电源已经广泛应用于航天、彩电、计算机等各个领域中，随着半导体技术、电子技术的快速发展，电子设备的总量和体积不断减小，导致电源体积与电子设备的体积不相匹配。因此，开关电源体积成为当前研究的重点。从我国开关电源的研究情况来看，在上个世纪六十年代，我国已经成功研制出稳压电源。经过十年的发展，稳压电源已经成功应用于电视机和中小型计算机。到八十年代，我国已经成功研制出了0.5～5MHz谐振的软开关电源。从八十年代起，我国开关电源进入了大规模更新换代的时期，现代晶闸管稳压电源逐渐取代了传统铁磁稳压电源，对办公自动化产生了很大的影响。进入九十年代，我国成功研制了新型专用的开关电源，供特殊行业使用，如卫星及远程导弹系统所使用的开关电源。经历了约半个世纪的发展，我国开关电源技术研发已经取得了较大的成就，开关电源应用范围也逐渐扩展，但与国外开关电源技术相比，在使用方法和集成度方面，我国还存在很大的不足，还应该继续加强开关电源研究及应用。 2 开关电源数字控制技术分析近年来，随着计算机技术及网络技术的快速发展，数字控制技术在社会生产生活中广泛应用。数字控制技术的产生，是由于控制领域的监控和计算任务的要

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。

开关电源中的电流型控制模式

開關電源中的電流型控制模式摘要：討論了開關電源中電流迴授控制模式的工作原理、優缺點，以及與之有關的斜波補償技術。關鍵詞：開關電源；電流型控制；斜波補償 1、前言 PWM型開關穩壓電源是一個閉迴路控制系統,其基本工作原理就是在輸入電壓、內部元件參數、外接負載等因素發生變化時，通過檢測被控制信號與基準信號的差值，利用差值調整主電路功率開關元件的導通脈波寬度，從而改變輸出電壓的平均值，使得開關電源的輸出電壓保持穩定。以開關電源中的降壓型變換為例（其它類型如正激型、推挽型等，均可由降壓型衍生得到），圖1表示了該變換器的主電路的基本拓撲結構。圖1降壓型開關電源根據選用不同的PWM控制模式，圖1電路中的輸入電壓U in、輸出電壓U o、開關功率元件電流(可從A 點取樣)、輸出電感電流(可從B或C點採樣)均可作為控制信號，用於完成穩壓調整過程。目前在開關電源中廣泛使用的控制方式是通過對輸出電壓或電流(功率開關元件或輸出電感上流過的電流)進行取樣，即形成2類控制方式：電壓控制模式與電流控制模式。

2電流控制模式的工作原理圖2為檢測輸出電感電流的電流型控制的基本原理圖。它的主要特點是：將取樣得到的電感電流直接回授去控制功率開關的責任週期，使功率開關的峰值電流直接跟隨電壓迴授電路中誤差放大器輸出的信號。從圖2中可以看出,與單一迴路的電壓控制模式相比,電流模式控制是雙閉迴路控制系統，外迴路由輸出電壓迴授電路形成，內迴路由電感器取樣輸出電感電流形成。在該雙迴路控制中，由電壓外迴路控制電流內迴路，即內迴路電流在每一開關週期內上升，直至達到電壓外迴路設定的誤差電壓閾值。電流內迴路是瞬時快速進行逐個脈衝比較工作的，並且監測輸出電感電流的動態變化，電壓外迴路只負責控制輸出電壓。因此電流型控制模式具有比起電壓型控制模式大得多的頻寬。圖2檢測輸出電感電流的電流型控制原理圖實際電路以單端正激型電源為例，如圖3所示。誤差電壓信號U e送至PWM比較器後，並不是像電壓模式那樣與振盪電路產生的固定三角波狀電壓斜波比較調寬，而是與一個變化的、峰值代表功率開關上的電流信號(由Rs上採樣得到)的三角狀波形信號(電感電流不連續)或矩形波上端疊加三角波合成波形信號(電感電流連續)比較，然後得到PWM脈衝關斷時刻。在電路中，電流的取樣通常使用一

开关电源各功能电路详解

开关电源各功能电路详解一、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。电磁干扰Electromagnetic Interference 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

24V开关电源维修

DC24V仪用开关电源的原理和维修 ?任何电子控制设备，都需要电源供应。有些设备具有自备电源，有些设备，如温度压力传感器等，则需另外配用适宜的电源——DC24V电源。随着各类传感器在工业控制领域的大量应用，相应的电源产品的供给也形成了一定的规模，高效率、模块化的仪用DC24V电源产品逐渐独立出来，成为了“专用电源设备”；一些生产线自动控制设备，对供电电源有一定的要求，需要交流稳压供电，各类交流稳压电源设备，能提供较为稳压的电源供给；一些设备，如工业电脑，为满足数据记忆，应急事件处理等要求，除要求稳压供电外，还需要在电网停电时，能实现不间歇供电，UPS一类电源设备产品也应运而生。 ?其实，从广义上讲，变频调速控制器、直流电动机调速器、电焊机、电镀机等设备，均可列入电源设备，但上述设备已有专著介绍，本文仅就自动化控制中常用到的，但其电路资料相匮乏甚至为空白的DC24V仪用电源做出电路原理分析和故障检修指导。 ?仪用DC24V开关电源 ?仪用DC24V开关电源，是一个独立的电源产品，经常作为压力、温度传感器、旋转编码器等检测仪器的专用稳定直流电源。有众多厂商生产和经销该类产品，整机电路组装于一个易于安装和电磁屏蔽良好的金属壳体中，输入/输出端子便于进行线路的连接，故障率低，耐受较为恶劣的工业生环境。 ?CL-A-35-24仪用DC24V开关电源，是额定功率为35W，输出额定（可调整）电压为DC24V 的开关电源产品，稳压精度较高，对过载、短路故障有较好的保护功能。 ?开关电源电路，为直—交—直型的逆变电路，是一种电压和功率的变换器，将直流电压和功率转换为脉冲电压，再整流成为另一种直流电压。输入、输出电压由开关变压器相隔离，开关变压器起到功率传递、电压/电流变换的作用。本机电路中的开关变压器为降压变压器。整机电路由市电整流滤波电路、PWM脉冲生成电路、逆变功率开关电路和开关变压器二次整流电路、稳压控制和过载保护电路组成。具体电路构成见下图1。 ?1、电路构成和工作原理分析 ?电路以UC3842振荡芯片为核心，构成逆变、整流电路。UC3842一种高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片，相关引脚功能及内部电路原理已有介绍，此处从略。AC220V电源经共模滤波器L1引入，能较好抑制从电网进入的和从电源本身向辐射的高频干扰，交流电压经桥式整流电路、电容C4滤波成为约280V的不稳定直流电压，作为由振荡芯片U1、开关管Q1、开关变压器T1及其它元件组成的逆变电路。逆变电路，可以分为四个电路部分讲解其电路工作原理。 ?

开关电源适配器输出过载保护四大方法!

开关电源适配器输出过载保护四大方法！为了有效保障适配器的安全性能，通常情况下电源适配器都会采用一些输出过载的保护技术，在保护电源内部系统的同时，确保输出稳定安全。我爱方案网小编推荐的这篇文章将会介绍几种常用的适配器输出过载保护方法，帮助工程师还有创客们更好的完成设计工作。开关电源适配器作为一种常用的供电电源变换设备，在笔记本电脑、手机、数码相机等电子产品中均有配置。为了有效保障适配器的安全性能，通常情况下电源适配器都会采用一些输出过载的保护技术，在保护电源内部系统的同时，确保输出稳定安全。本文将会介绍几种常用的适配器输出过载保护方法，帮助工程师更好的完成新产品研发工作。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。当负载电阻减少、负载超过它的限定值时，输出

UC3842开关电源保护的几个技巧

UC3842开关电源保护的几个技巧用UC3842做的开关电源的典型电路见图1。过载和短路保护，一般是通过在开关管的源极串一个电阻（R4），把电流信号送到3842的第3脚来实现保护。当电源过载时，3842保护动作，使占空比减小，输出电压降低，3842的供电电压Vaux也跟着降低，当低到3842不能工作时，整个电路关闭，然后靠R1、R2开始下一次启动过程。这被称为“打嗝”式（hiccup）保护。在这种保护状态下，电源只工作几个开关周期，然后进入很长时间（几百ms到几s）的启动过程，平均功率很低，即使长时间输出短路也不会导致电源的损坏。由于漏感等原因，有的开关电源在每个开关周期有很大的开关尖峰，即使在占空比很小时，辅助电压Vaux也不能降到足够低，所以一般在辅助电源的整流二极管上串一个电阻（R3），它和C1形成RC滤波，滤掉开通瞬间的尖峰。仔细调整这个电阻的数值，一般都可以达到满意的保护。使用这个电路，必须注意选取比较低的辅助电压Vaux，对3842一般为13～15V，使电路容易保护。图2、3、4是常见的电路。图2采取拉低第1脚的方法关闭电源。图3采用断开振荡回路的方法。图4采取抬高第2脚，进而使第1脚降低的方法。在这3个电路里R3电阻即使不要，仍能很好保护。注意电路中C4的作用，电源正常启动，光耦是不通的，因此靠C4来使保护电路延迟一段时间动作。在过载或短路保护时，它也起延时保护的左右。在灯泡、马达等启动电流大的场合，C4的取值也要大一点。图1是使用最广泛的电路，然而它的保护电路仍有几个问题： 1. 在批量生产时，由于元器件的差异，总会有一些电源不能很好保护，这时需要个别调整R3的数值，给生产造成麻烦； 2. 在输出电压较低时，如 3.3V、5V，由于输出电流大，过载时输出电压下降不大，也很难调整R3到一个理想的数值； 3. 在正激应用时，辅助电压Vaux虽然也跟随输出变化，但跟输入电压HV的关系更大，也很难调整R3到一个理想的数值。这时如果采用辅助电路来实现保护关断，会达到更好的效果。辅助关断电路的实现原理：在过载或短路时，输出电压降低，电压反馈的光耦不再导通，辅助关断电路当检测到光耦不再导通时，延迟一段时间就动作，关闭电源。