開關電源電路以及各功能電路詳解(下)
六、短路保護電路:
1、在輸出端短路的情況下,PWM控制電路能夠把輸出電流限制在一個安全范圍內,它可以用多種方法來實現(xiàn)限流電路,當功率限流在短路時不起作用時,只有另增設一部分電路。 2、短路保護電路通常有兩種,下圖是小功率短路保護電路,其原理簡述如下:
當輸出電路短路,輸出電壓消失,光耦OT1不導通,UC3842①腳電壓上升至5V左右,R1與R2的分壓超過TL431基準,使之導通,UC3842⑦腳VCC電位被拉低,IC停止工作。UC3842停止工作后①腳電位消失,TL431不導通UC3842⑦腳電位上升,UC3842重新啟動,周而復始。當短路現(xiàn)象消失后,電路可以自動恢復成正常工作狀態(tài)。
3、下圖是中功率短路保護電路,其原理簡述如下:
當輸出短路,UC3842①腳電壓上升,U1 ③腳 電位高于②腳時,比較器翻轉①腳輸出高電位,給 C1充電,當C1兩端電壓超過⑤腳基準電壓時 U1⑦腳輸出低電位,UC3842①腳低于1V,UCC3842 停止工作,輸出電壓為0V,周而復始,當短路 消失后電路正常工作。R2、C1是充放電時間常數, 阻值不對時短路保護不起作用。
4、 下圖是常見的限流、短路保護電路。其工作原理簡述如下:
當輸出電路短路或過流,變壓器原邊電流增大,R3 兩端電壓降增大,③腳電壓升高,UC3842⑥腳輸出占空 比逐漸增大,③腳電壓超過1V時,UC3842關閉無輸出。
5、下圖是用電流互感器取樣電流的保護電路,
有 著功耗小,但成本高和電路較為復雜,其工作原 理簡述如下: 輸出電路短路或電流過大,TR1次級線圈感 應的電壓就越高,當UC3842③腳超過1伏,UC3842 停止工作,周而復始,當短路或過載消失,電路自行恢復。
七、輸出端限流保護:
上圖是常見的輸出端限流保護電路,其工作原理簡述如上圖:當輸出電流過大時,RS(錳銅絲)兩端電壓上升,U1③腳電壓高于②腳基準電壓,U1①腳輸出高電壓,Q1導通,光耦發(fā)生光電效應,UC3842①腳電壓降低,輸出電壓降低,從而達到輸出過載限流的目的。
八、輸出過壓保護電路的原理: 輸出過壓保護電路的作用是:當輸出電壓超過設計值時,把輸出電壓限定在一安全值的范圍內。當開關電源內部穩(wěn)壓環(huán)路出現(xiàn)故障或者由于用戶操作不當引起輸出過壓現(xiàn)象時,過壓保護電路進行保護以防止損壞后級用電設備。應用最為普遍的過壓保護電路有如下幾種:
1、可控硅觸發(fā)保護電路:
如上圖,當Uo1輸出升高,穩(wěn)壓管(Z3)擊穿導通,可控硅(SCR1)的控制端得到觸發(fā)電壓,因此可控硅導通。Uo2電壓對地短路,過流保護電路或短路保護電路就會工作,停止整個電源電路的工作。當輸出過壓現(xiàn)象排除,可控硅的控制端觸發(fā)電壓通過R對地泄放,可控硅恢復斷開狀態(tài)。
2、光電耦合保護電路:
如上圖,當Uo有過壓現(xiàn)象時,穩(wěn)壓管擊穿導通,經光耦(OT2)R6到地產生電流流過,光電耦合器的發(fā)光二極管發(fā)光,從而使光電耦合器的光敏三極管導通。Q1基極得電導通, 3842的③腳電降低,使IC關閉,停止整個電源的工作,Uo為零,周而復始
3、輸出限壓保護電路: 輸出限壓保護電路如下圖,當輸出電壓升高,穩(wěn)壓管導通光耦導通,Q1基極有驅動電壓而道通,UC3842③電壓升高,輸出降低,穩(wěn)壓管不導通,UC3842③電壓降低,輸出電壓升高。周而復始,輸出電壓將穩(wěn)定在一范圍內(取決于穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值)。
4、輸出過壓鎖死電路:
圖A的工作原理是,當輸出電壓Uo升高,穩(wěn)壓管導通,光耦導通,Q2基極得電導通,由于Q2的導通Q1基極電壓降低也導通,Vcc電壓經R1、Q1、R2使Q2始終導通,UC3842③腳始終是高電平而停止工作。在圖B中,UO升高U1③腳電壓升高,①腳輸出高電平,由于D1、R1的存在,U1①腳始終輸出高電平Q1始終導通,UC3842①腳始終是低電平而停止工作。
九、功率因數校正電路(PFC): 1、原理示意圖:
2、工作原理: 輸入電壓經L1、L2、L3等組成的EMI濾波器,BRG1整流一路送PFC電感,另一路經R1、R2分壓后送入PFC控制器作為輸入電壓的取樣,用以調整控制信號的占空比,即改變Q1的導通和關斷時間,穩(wěn)定PFC輸出電壓。L4是PFC電感,它在Q1導通時儲存能量,在Q1關斷時施放能量。D1是啟動二極管。D2是PFC整流二極管,C6、C7濾波。PFC電壓一路送后級電路,另一路經R3、R4分壓后送入PFC控制器作為PFC輸出電壓的取樣,用以調整控制信號的占空比,穩(wěn)定PFC輸出電壓。
十、輸入過欠壓保護:
1、 原理圖:
2、 工作原理: AC輸入和DC輸入的開關電源的輸入過欠壓保護原理大致相同。保護電路的取樣電壓均來自輸入濾波后的電壓。 取樣電壓分為兩路,一路經R1、R2、R3、R4分壓后輸入比較器3腳,如取樣電壓高于2腳基準電壓,比較器1腳輸出高電平去控制主控制器使其關斷,電源無輸出。另一路經R7、R8、R9、R10分壓后輸入比較器6腳,如取樣電壓低于5腳基準電壓,比較器7腳輸出高電平去控制主控制器使其關斷,電源無輸出。
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