《开关电源保护电路》PPT课件

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1、§2.3保护电路一过流保护电路1过流保护电路的功能和组成*功能发生过流时，立即某种方式消除过流，保护电路器件不会损坏。*产生过流的原因①负载过载或输出短路②整流器件失效③开关管失效④干扰等因素造成的误导通2过流保护电路的设计（1）电流传感器检测过流保护电路*组成电流信号检测电路过流信号处理电路封锁开关脉冲电路*简单的保护方法利用熔断器，但动作慢，不足以实现快速保护，一般使用由电子元器件构成的保护电路。*电流信号检测电路②脉冲电流后沿尖峰是开关管关断时的初级漏感和引线电感造成的。①脉冲电流前沿尖峰是由次级整流二极

2、管的反向恢复造成的变压器次级暂时短路引起的。*过流信号处理电路①过流一般都是不正常现象，或者是故障，所以过流保护应该是不可以自恢复的。②实现方式，反馈自锁。③加两级滤波后脉冲电流的前后沿尖峰明显减小。*封锁开关脉冲电路（2）功率开关管过流状态的自动识别*注意，与截止时的电压相区别。*具有快速、可靠、方便的优点。③可自锁的处理电路把过流信号处理电路的输出加到集成PWM控制器的保护信号输入端即可。*根据：GTR、GTO、IGBT等的导通压降是和导通时通过的电流有关的，当管子中电流增加时，其导通压降也会明显上升。*功

3、率MOSFET是阻性负载，导通压降也和导通时的电流有关。二输出过压、欠压保护电路1过压、欠压状态的判断*比较器A用于输出过压判断。*比较器B用于输出欠压判断。*调整电阻R1、R2、R3可改变保护点。、*正常时，UB=“0”；保护时，UB=“1”。上限下限2保护把过压、欠压判断电路的输出加到集成PWM控制器的保护信号输入端即可。3小功率电源中的过压保护*利用稳压二极管结合过流保护电路可实现。*选择稳压值UZ大于输出电压1V左右的稳压二极管，当发生过压时，稳压二极管反向击穿，输出电压被箝位在UZ，同时产生较大的电流

4、，使过流保护电路动作。*对于瞬间的尖峰干扰，有吸收作用。三输入过压保护电路1输入连续过压保护（1）基本方法*是在滤波电容后取样，对瞬间过压不起作用。*利用R6、R5、T1可改变基准电压，避免产生振荡现象。*保护时，利用发出的保护信号可封锁PWM脉冲输出、停止后级DC/DC变换器工作。（3）改进方法（2）存在问题保护不彻底，后级DC/DC变换器虽停止工作，功率开关得到保护，但如果输入电压继续上升超过滤波电容的耐压值时，滤波电容会过压击穿。*在判断保护后，发出保护信号同时，控制继电器或接触器动作、断开主回路；不过压

5、时，继电器触点吸合，不影响正常工作。*特点：①保护彻底，适合中、大功率电源中应用；②电路复杂，成本高。2输入瞬间过压保护（1）原因（2）保护方法*电网上电感性负载的开、关，雷电感应等都会在电网电压上产生尖峰电压，有的达数千伏。*这些尖峰电压的能量有强有弱，一般雷电引起的尖峰电压能量较强，有可能损坏电源。*在输入端并联氧化锌压敏电阻。*当交流尖峰电压串入时，经EMI滤波器后，有了一定的衰减；*若衰减后的尖峰仍大于压敏电阻的连续工作电压值时，则压敏电阻的阻值急剧下降，把尖峰能量吸收，电源得到保护。*要合理选择压敏电

6、阻的连续工作电压值，一般要高于连续工作电压上限的20%左右。四软启动电路1软启动*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。*需要软启动的原因，是由于电源输出滤波电容较大，开始工作时电容两端电压为零，未储能；如果输出电压突然建立到额定值，将导致：*软启动时间，指输出电压上升到0.9U0时所用时间，一般为几百毫秒。①在很短时间内形成很大的充电电流，对整流二极管、功率开关、电容自身都会造成严重的过流冲击。②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。2软启动过程3软启动实现方法*指电源

7、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。*软启动可利用电容的充电特性来实现。*供电时，基准电压UREF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零逐渐上升、使PWM脉冲宽度从零开始缓慢展宽。*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。5软启动与输入浪涌电流抑制电路的关系*在输入滤波电容充电结束，限流电阻短路后，输出软启动电路才开始工作。4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

8、需要对其进行控制时：①X=1时，三极管导通、无脉冲输出；②X=0时，三极管截止、正常启动工作。五过热保护1热敏电阻2温度开关§4.4热回路设计一半导体器件热设计的必要性1器件芯片最高允许结温的限制器件芯片的温度超过结温，将引起器件电的或热的不稳定，而导致器件的失效。一般，硅材料在200℃以下，锗材料在100℃以下。二功率开关管损耗计算1电阻性负载开关管的开关损耗2半导体器件还要受到温度