中心議題:

• 開關(guān)電源的過流保護(hù)電路技術(shù)

解決方案:

• 采用電流傳感器進(jìn)行電流檢測(cè)
• 啟動(dòng)浪涌電流限制電路
• 采用基極驅(qū)動(dòng)電路的限流電路
• 通過檢測(cè)IGBT的Vce的技術(shù)

開關(guān)電源作為現(xiàn)代電子產(chǎn)品的供電設(shè)備,，不僅其性能要滿足供電設(shè)備的需求，自身保護(hù)措施也很關(guān)鍵,。為了提高開關(guān)電源的可靠性,，使其能夠在惡劣環(huán)境以及突發(fā)故障情況下安全可靠地工作，需要設(shè)計(jì)合理的保護(hù)電路,。

1 開關(guān)電源常用過流保護(hù)電路

1．1 采用電流傳感器進(jìn)行電流檢測(cè)
   
過流檢測(cè)傳感器的工作原理如圖1所示,。通過變流器所獲得的變流器次級(jí)電流經(jīng)I／V轉(zhuǎn)換成電壓，該電壓直流化后,，由電壓比較器與設(shè)定值相比較,，若直流電壓大于設(shè)定值,，則發(fā)出辨別信號(hào)。但是這種檢測(cè)傳感器一般多用于監(jiān)視感應(yīng)電源的負(fù)載電流,，為此需采取如下措施,。由于感應(yīng)電源啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流為額定值的數(shù)倍,，與啟動(dòng)結(jié)束時(shí)的電流相比大得多,，所以在單純監(jiān)視電流電瓶的情況下，感應(yīng)電源啟動(dòng)時(shí)應(yīng)得到必要的輸出信號(hào),，必須用定時(shí)器設(shè)定禁止時(shí)間,，使感應(yīng)電源啟動(dòng)結(jié)束前不輸出不必要的信號(hào)，定時(shí)結(jié)束后,，轉(zhuǎn)入預(yù)定的監(jiān)視狀態(tài),。



1．2 啟動(dòng)浪涌電流限制電路
   
開關(guān)電源在加電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較高的浪涌電流,，因此必須在電源的輸入端安裝防止浪涌電流的軟啟動(dòng)裝置,，才能有效地將浪涌電流減小到允許的范圍內(nèi)。浪涌電流主要是由濾波電容充電引起,，在開關(guān)管開始導(dǎo)通的瞬間,，電容對(duì)交流呈現(xiàn)出較低的阻抗。如果不采取任何保護(hù)措施,，浪涌電流可接近數(shù)百A,。

開關(guān)電源的輸入一般采用電容整流濾波電路如圖2所示，濾波電容C可選用低頻或高頻電容器,，若用低頻電容器則需并聯(lián)同容量高頻電容器來承擔(dān)充放電電流,。圖中在整流和濾波之間串入的限流電阻Rsc是為了防止浪涌電流的沖擊。合閘時(shí)Rsc限制了電容C的充電電流,，經(jīng)過一段時(shí)間,，C上的電壓達(dá)到預(yù)置值或電容C1上電壓達(dá)到繼電器T動(dòng)作電壓時(shí),，Rsc被短路完成了啟動(dòng),。同時(shí)還可以采用可控硅等電路來短接Rsc。當(dāng)合閘時(shí),，由于可控硅截止,，通過Rsc對(duì)電容C進(jìn)行充電，經(jīng)一段時(shí)間后,，觸發(fā)可控硅導(dǎo)通,，從而短接了限流電阻Rsc。

1．3 采用基極驅(qū)動(dòng)電路的限流電路
   
在一般情況下,，利用基極驅(qū)動(dòng)電路將電源的控制電路和開關(guān)晶體管隔離開,?？刂齐娐放c輸出電路共地，限流電路可以直接與輸出電路連接,，工作原理如圖3所示,，當(dāng)輸出過載或者短路時(shí)，V1導(dǎo)通,，R3兩端電壓增大,，并與比較器反相端的基準(zhǔn)電壓比較?？刂芇WM信號(hào)通斷,。

1．4 通過檢測(cè)IGBT的Vce
   
當(dāng)電源輸出過載或者短路時(shí)，IGBT的Vce值則變大,，根據(jù)此原理可以對(duì)電路采取保護(hù)措施,。對(duì)此通常使用專用的驅(qū)動(dòng)器EXB841，其內(nèi)部電路能夠很好地完成降柵以及軟關(guān)斷,，并具有內(nèi)部延遲功能,，可以消除干擾產(chǎn)生的誤動(dòng)作。其工作原理如圖4所示,，含有IGBT過流信息的Vce不直接發(fā)送到EXB841的集電極電壓監(jiān)視腳6,，而是經(jīng)快速恢復(fù)二極管VD1，通過比較器IC1輸出接到EXB841的腳6,，從而消除正向壓降隨電流不同而異的情況,，采用閾值比較器，提高電流檢測(cè)的準(zhǔn)確性,。假如發(fā)生了過流,，驅(qū)動(dòng)器：EXB841的低速切斷電路會(huì)緩慢關(guān)斷IGBT，從而避免集電極電流尖峰脈沖損壞IGBT器件,。

2 結(jié)束語
   
近年來,，開關(guān)電源的應(yīng)用廣泛，對(duì)其可靠性也有了更高的要求,。一旦電子產(chǎn)品出現(xiàn)了故障,，如果電子產(chǎn)品輸入端短路或者輸出端開路，則電源必須關(guān)閉其輸出電壓,，才能保護(hù)功率MOSFET和輸出端設(shè)備等不被燒毀,，否則可能引起電子產(chǎn)品的進(jìn)一步損壞，甚至引起操作人員的觸電及火災(zāi)等,。所以開關(guān)電源的過流保護(hù)功能一定要完善,。