开关电源工程师必知的几种保护电路

开关稳压电源的电路比较复杂，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，滤波电容器会过很大的浪涌电流，这个浪涌电流可以为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。另外，浪涌电流也会损害电容器，使之寿命缩短，过早损坏。为此，开机时应该接入一个限流电阻，通过这个限流电阻来对电容器充电。为了不使该限流电阻消耗过多的功率，以致影响开关稳压器的正常工作，而在开机暂态过程结束后，用一个继电器自动短接它，使直流电源直接对开关稳压器供电，这种电路称之谓直流开关电源的 “ 软启动 ” 电路。如图 4 ( a )所示在电源接通瞬间，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.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 4 ( b )所示电路替代 RC 延迟电路.。

　　2.4 过热保护电路

　　直流开关电源中开关稳压器的高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，必然会使电路性能变坏，元器件过早失效。因此在大功率直流开关电源中应该设过热保护电路.本文采用温度继电器来检测电源装置内部的温度，当电源装置内部产生过热时，温度继电器就动作，使整机告警电路处于告警状态，实现对电源的过热保护.如图 5 ( 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。倘若配合光电耦合器，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 5 ( 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.。