淺談高頻開關(guān)直流電源的保護技術(shù)
高頻開關(guān)直流電源可以分為極性保護和程序保護、過電流保護、過電壓保護、欠電壓保護、過熱保護。
高頻開關(guān)直流電源模塊中所使用的大功率開關(guān)器件價格較貴，其控制電路亦比較復(fù)雜，另外，開關(guān)電源的負載一般都是用大量的集成化程度很高的器件安裝的電子系統(tǒng)。晶體管和集成器件耐受電、熱沖擊的能力較差。因而開關(guān)電源模塊的保護應(yīng)該兼顧其本身和負載的安全。保護電路的種類很多，這里介紹極性保護、程序保護、過電流保護、過電壓保護、欠電壓保護以及過熱保護等電路。通常選用幾種保護方式加以組合，構(gòu)成完善的保護系統(tǒng)。
極性保護
直流電源模塊開關(guān)穩(wěn)壓器的輸入一般都是未穩(wěn)壓直流電源，由于操作失誤或者意外情況會將其極性接錯，此時將會損壞開關(guān)穩(wěn)壓電源。極性保護的目的就是使開關(guān)穩(wěn)壓器僅當以正確的極性接上未穩(wěn)壓直流電源時才能工作。利用單向?qū)ㄆ骷梢詫崿F(xiàn)電源的極性保護。最簡單的極性保護電路如圖1所示。由于二極管D流過開關(guān)穩(wěn)壓器的輸入總電流，因此這種電路應(yīng)用在小功率的開關(guān)穩(wěn)壓器上比較合適。在較大功率的場合，則把極性保護電路作為程序保護中的一個環(huán)節(jié)，可以省去極性保護所需的大功率二極管，功耗也將減小。為了操作方便，便于識別極性開關(guān)正確與否，在圖1中的二極管之后接指示燈。
程序保護
直流電源模塊穩(wěn)壓電源的電路比較復(fù)雜，基本上可以分為小功率控制部分和大功率開關(guān)部分。開關(guān)管則屬大功率器件，為保護開關(guān)管在開啟或關(guān)斷電源時的安全，必須先讓調(diào)制器、放大器等小功率控制電路工作。所以，必須保證正確的開機程序。開關(guān)穩(wěn)壓器的輸入端，一般接有小電感、大電容的輸入濾波器，在開機瞬間，濾波電容器會流過很大的浪涌電流，這個浪涌電流可高出正常輸入電流的數(shù)倍，這樣大的浪涌電流會使普通電源開關(guān)的觸點或繼電器的觸點熔化，并使輸入保險絲熔斷，甚至?xí)䲟p害電容器。為此，開機時應(yīng)該接入一個限流電阻，通過這個限流電阻對電容器充電。為了不使該限流電阻消耗過多的功率，在開機暫態(tài)過程結(jié)束后，用一個繼電器自動短接，使直流電源直接對開關(guān)穩(wěn)壓器供電，如圖2所示。這種電路稱之謂開關(guān)穩(wěn)壓器的“軟啟動”電路。
高頻開關(guān)直流電源模塊中所使用的大功率開關(guān)器件價格較貴，其控制電路亦比較復(fù)雜，另外，開關(guān)電源的負載一般都是用大量的集成化程度很高的器件安裝的電子系統(tǒng)。晶體管和集成器件耐受電、熱沖擊的能力較差。因而開關(guān)電源模塊的保護應(yīng)該兼顧其本身和負載的安全。保護電路的種類很多，這里介紹極性保護、程序保護、過電流保護、過電壓保護、欠電壓保護以及過熱保護等電路。通常選用幾種保護方式加以組合，構(gòu)成完善的保護系統(tǒng)。
極性保護
直流電源模塊開關(guān)穩(wěn)壓器的輸入一般都是未穩(wěn)壓直流電源，由于操作失誤或者意外情況會將其極性接錯，此時將會損壞開關(guān)穩(wěn)壓電源。極性保護的目的就是使開關(guān)穩(wěn)壓器僅當以正確的極性接上未穩(wěn)壓直流電源時才能工作。利用單向?qū)ㄆ骷梢詫崿F(xiàn)電源的極性保護。最簡單的極性保護電路如圖1所示。由于二極管D流過開關(guān)穩(wěn)壓器的輸入總電流，因此這種電路應(yīng)用在小功率的開關(guān)穩(wěn)壓器上比較合適。在較大功率的場合，則把極性保護電路作為程序保護中的一個環(huán)節(jié)，可以省去極性保護所需的大功率二極管，功耗也將減小。為了操作方便，便于識別極性開關(guān)正確與否，在圖1中的二極管之后接指示燈。
程序保護
直流電源模塊穩(wěn)壓電源的電路比較復(fù)雜，基本上可以分為小功率控制部分和大功率開關(guān)部分。開關(guān)管則屬大功率器件，為保護開關(guān)管在開啟或關(guān)斷電源時的安全，必須先讓調(diào)制器、放大器等小功率控制電路工作。所以，必須保證正確的開機程序。開關(guān)穩(wěn)壓器的輸入端，一般接有小電感、大電容的輸入濾波器，在開機瞬間，濾波電容器會流過很大的浪涌電流，這個浪涌電流可高出正常輸入電流的數(shù)倍，這樣大的浪涌電流會使普通電源開關(guān)的觸點或繼電器的觸點熔化，并使輸入保險絲熔斷，甚至?xí)䲟p害電容器。為此，開機時應(yīng)該接入一個限流電阻，通過這個限流電阻對電容器充電。為了不使該限流電阻消耗過多的功率，在開機暫態(tài)過程結(jié)束后，用一個繼電器自動短接，使直流電源直接對開關(guān)穩(wěn)壓器供電，如圖2所示。這種電路稱之謂開關(guān)穩(wěn)壓器的“軟啟動”電路。
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