開關電源保護電路的研究(3)
(2) 利用電流傳感器設計過流保護電路
圖8 利用電流傳感器進行過流保護
圖8(a)是利用電流傳感器進行過流檢測的IGBT保護電路,電流傳感器(SC)初級(1匝)串接在IGBT的集電極電路中,次級感應的過流信號經整流后送至比較器IC1的同相輸入端,與反相端的基準電壓進行比較,IC1的輸出送至具有正反饋的比較器IC2,其輸出接至PWM控制器UC3525的輸出控制腳10。不過流時,VAVref,VB為高電平,C3充電使VC>Vref,IC2輸出高電平(大于1.4V),關閉PWM控制電路。因無驅動信號,IGBT關閉,而電源停止工作,電流傳感器無電流流過,使VA參數,使PWM驅動信號關閉時間t2>>t1,可保證電源進入睡眠狀態。正反饋電阻R7保證IC2只有高、低電平兩種狀態,D5,R1,C3充放電電路,保證IC2輸出不致在高、低電平之間頻繁變化,即IGBT不致頻繁開通、關斷而損壞。
(3) 綜合過流保護電路
圖9是利用IGBT(V1)過流集電極電壓檢測和電流傳感器檢測的綜合保護電路,電路工作原理是:負載短路(或IGBT因其它故障過流)時,V1的Vce增大,V3門極驅動電流經R2,R3分壓器使V3導通,IGBT柵極電壓由VD3所限制而降壓,限制IGBT峰值電流幅度,同時經R5C3延遲使V2導通,送去軟關斷信號。另一方面,在短路時經電流傳感器檢測短路電流,經比較器IC1輸出的高電平使V3導通進行降柵壓,V2導通進行軟關斷。
此外,還可以應用檢測IGBT集電極電壓的過流保護原理,采用軟降柵壓、軟關斷及降低工作頻率保護技術的短路保護電路[7、8],這里不作祥細介紹了,有興趣的讀者請參考文獻[1]。開關電源保護功能雖屬電源裝置電氣性能要求的附加功能,但在惡劣環境及意外事故條件下,保護電路是否完善并按預定設置工作,對電源裝置的安全性和可靠性至關重要。驗收技術指標時,應對保護功能進行驗證。
開關電源的保護方案和電路結構具有多樣性,但對具體電源裝置而言,應選擇合理的保護方案和電路結構,以使得在故障條件下真正有效地實現保護。
圖9 綜合過流保護電路
6 結束語
開關電源保護功能雖屬電源裝置電氣性能要求的附加功能,但在惡劣環境及意外事故條件下,保護電路是否完善并按預定設置工作,對電源裝置的安全性和可靠性至關重要。驗收技術指標時,應對保護功能進行驗證。
開關電源的保護方案和電路結構具有多樣性,但對具體電源裝置而言,應選擇合理的保護方案和電路結構,以使得在故障條件下真正有效地實現保護。
開關電源保護電路設計完成后,必須先對開關電源進行老化實驗,再驗證各種保護電路的功能。
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( 發表人:大本 )