开关电源保护原理解说38874.docVIP

摘 要 ： 为 使 开 关 电 源 在 恶 劣 环 境 及 突 发 故 障 状 况 下 安 全 可 靠 ， 提 出 了 几 种 实 用 的 保 护 电 路 ， 并 对 电 路 的 工 作 原 理 进 行 了 详 尽 分 析 。 关 键 词 ： 开 关 电 源 ； 保 护 电 路 ； 可 靠 性 1 引 言评 价 开 关 电 源 的 质 量 指 标 应 该 是 以 安 全 性 、 可 靠 性 为 第 一 原 则 。 在 电 气 技 术 指 标 满 足 正 常 使 用 要 求 的 条 件 下 ， 为 使 电 源 在 恶 劣 环 境 及 突 发 故 障 情 况 下 安 全 可 靠 地 工 作 ， 必 须 设 计 多 种 保 护 电 路 ， 比 如 防 浪 涌 的 软 启 动 ， 防 过 压 、 欠 压 、 过 热 、 过 流 、 短 路 、 缺 相 等 保 护 电 路 。2 开 关 电 源 常 用 的 几 种 保 护 电 路2. 1 防 浪 涌 软 启 动 电 路开 关 电 源 的 输 入 电 路 大 都 采 用 电 容 滤 波 型 整 流 电 路 ， 在 进 线 电 源 合 闸 瞬 间 ， 由 于 电 容 器 上 的 初 始 电 压 为 零 ， 电 容 器 充 电 瞬 间 会 形 成 很 大 的 浪 涌 电 流 ， 特 别 是 大 功 率 开 关 电 源 ， 采 用 容 量 较 大 的 滤 波 电 容 器 ， 使 浪 涌 电 流 达 100 A以 上 。 在 电 源 接 通 瞬 间 如 此 大 的 浪 涌 电 流 ， 重 者 往 往 会 导 致 输 入 熔 断 器 烧 断 或 合 闸 开 关 的 触 点 烧 坏 ， 整 流 桥 过 流 损 坏 ； 轻 者 也 会 使 空 气 开 关 合 不 上 闸 。 上 述 现 象 均 会 造 成 开 关 电 源 无 法 正 常 工 作 ， 为 此 几 乎 所 有 的 开 关 电 源 都 设 置 了 防 止 流 涌 电 流 的 软 启 动 电 路 ， 以 保 证 电 源 正 常 而 可 靠 运 行 。图 1是 采 用 晶 闸 管 V和 限 流 电 阻 R1组 成 的 防 浪 涌 电 流 电 路 。 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 。 图 2是 采 用 继 电 器 K1和 限 流 电 阻 R1构 成 的 防 浪 涌 电 流 电 路 。 电 源 接 通 瞬 间 ， 输 入 电 压 经 整 流 （ D1～ D4） 和 限 流 电 阻 R1对 滤 波 电 容 器 C1充 电 ， 防 止 接 通 瞬 间 的 浪 涌 电 流 ， 同 时 辅 助 电 源 Vcc经 电 阻 R2对 并 接 于 继 电 器 K1线 包 的 电 容 器 C2充 电 ， 当 C2上 的 电 压 达 到 继 电 器 K1的 动 作 电 压 时 ， K1动 作 ， 其 触 点 K1.1闭 合 而 旁 路 限 流 电 阻 R1， 电 源 进 入 正 常 运 行 状 态 。 限 流 的 延 迟 时 间 取 决 于 时 间 常 数 （ R2C2） ， 通 常 选取 为 0.3～ 0.5 s。 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 3所 示 电 路 替 代 RC延 迟 电 路 。   2. 2 过 压 、 欠 压 及 过 热 保 护 电 路进 线 电 源 过 压 及 欠 压 对 开 关 电 源 造 成 的 危 害 ， 主 要 表 现 在 器 件 因 承 受 的 电 压 及 电 流 应 力 超 出 正 常 使 用 的 范 围 而 损 坏 ， 同 时 因 电 气 性 能 指 标 被 破 坏 而 不 能 满 足 要 求 。 因 此 对 输 入 电 源 的 上 限 和 下 限 要 有 所 限 制 ， 为 此 采 用 过 压 、 欠 压 保 护 以 提 高 电 源 的 可 靠 性 和 安 全 性 。温 度 是 影 响 电 源 设 备 可 靠 性 的 最 重 要 因 素 。 根 据 有 关 资 料 分 析 表 明 ， 电 子 元 器 件 温 度 每 升 高 2 ， 可 靠 性 下 降 10％ ， 温 升 50 时 的 工