開關電源保護電路

我們設計了電源后，為了愛護開關電源本身和負載的安全，必須根據直流開關電源的原理和特點，設計我們常用的過熱愛護、過電流愛護、過電壓愛護、軟起動愛護電路等愛護措施。

我們一般的直流開關電源由輸入部、電力轉換部、輸出部、操縱部構成。

電力轉換部是開關電源的核心，高頻斬波非穩定直流，完成輸出所需的轉換功能。

開關電源的簡單結構可以包含全波整流器、開關管、激勵信號、續流二極管、儲能電感和平滑電容器c。

但是，為了滿足用戶的需求，各大開關電源制造商致力于開發新的智能部件，非常是通過改善二次整流部件的損失，在SMT技術的應用中開關電源得到了很大進展，在電路板的兩面配置了部件，確保了開關電源的輕量、小型、薄型，因此需要直流電源

直流開關電源直觀的缺點是存在相對嚴峻的開關噪聲，適應惡劣環境和突發故障的能力較弱。 國內微電子技術、電阻容器部件的生產技術和磁性材料技術和一些技術發達國家有肯定的差距，直流開關電源的制作技術困難，維護麻煩，成本高

根據直流開關電源的特點和實際情況，我們必須設計許多愛護電路，確保電源的安全和長壽命，確保直流開關電源在嚴酷環境和突發故障中安全工作。

在直流開關電源電路中，為了愛護，調整管電路的短路，即使電流增大也不會燒毀。 其基本方法是在輸出電流超過某一值時，調整管成為反偏壓狀態而截止，自動切斷電路電流。

如下圖所示，過電流愛護電路由晶體管BG2和分壓電阻R4、R5構成。 當電路正常操作時，在R4和R5的分壓作用下，BG2的基極電勢低于發射極電勢，并且發射極結接收反向電壓。 然后，BG2為斷開狀態(相當于開路)，不影響穩定化電路。 在電路短路的情況下，在輸出電壓為零、BG2的發射極相當于接地的情況下，BG2成為飽和導通狀態(相當于短路)，調整管BG1的基極和發射極接近短路，成為切斷狀態，切斷電路電流，實現愛護目的。

一般設計過電壓愛護電路，不僅預防電源短路電流過大，還預防因國家使用的輸入電壓而導致電壓過大或電源損壞。

直流開關電源中開關穩壓器的過電壓愛護包含輸入過電壓愛護和輸出過電壓愛護。 用于開關穩壓器的無電壓直流電源(電池或整流器等)的電壓過高時，開關穩壓器可能無法正常工作，內部設備可能會損壞，因此開關電源需要輸入過電壓愛護電路。

下圖是由我們之前所述的晶體管和繼電器構成的愛護電路，在該電路中，在輸入直流電源的電壓高于齊納二極管的破壞電壓值的情況下，穩定的電壓管被破壞，電流流過電阻r，晶體管t導通，繼電器動作，常閉觸點斷開，輸入被切斷。 輸入電源的極性愛護電路可和輸入過電壓愛護相結合，構成極性愛護鑒別和過電壓愛護電路。

過電流和過電壓愛護線路采納硬件愛護機制，當電源出現電流電壓問題時，進入鎖定狀態，完全切斷開關管的工作狀態，發揮安全愛護作用，這些愛護一般用于輸出部分，愛護輸入側，保證電源穩定性，輸出側包含高壓愛護、過熱愛護、軟啟動愛護三個方面

開關穩壓器的電源電路復雜，開關穩壓器的輸入一般連接有小電感和大容量的輸入濾波器。 接通電源的剎那，平滑電容器中流過較大的浪涌電流，該浪涌電流為正常輸入電流的數倍。 這樣大的浪涌電流會熔化通常的電源開關觸點和繼電器觸點，使輸入保險絲熔斷。 其它，浪涌電流會損傷電容器，縮短壽命，早期破壞。 因此，接通電源時接通限流電阻，用該限流電阻對電容器進行充電。 為了幸免該限流電阻消耗過剩的電力，不會影響開關穩壓器的正常動作，因此在接通電源過程結束后，繼電器會自動短路，直流電源會直接供給開關穩壓器，因此該電路被稱為直流開關電源的“軟啟動”電路

接通電源的剎那，輸入電壓通過整流橋( D1~D4)和限流電阻R1對電容器c充電，限制浪涌電流。 當電容器c充電到約80%的額定電壓時，逆變器正常工作。 從主變壓器的輔助繞組產生晶閘管的觸發信號，使晶閘管導通，使限流電阻R1短路，開關電源處于正常運轉狀態。 采納NE555延遲電路來代替RC延遲電路，可以提高延遲時間的精確性并預防中繼操作中的抖動。