輸出過(guò)壓保護(hù)電路
當(dāng)用戶在使用電源模塊時(shí),可能會(huì)由于某種原因,造成模塊輸出電壓升高,為了保護(hù)用戶電路板上的器件不被損壞,當(dāng)模塊的輸出電壓高于一定值時(shí),模塊必須封鎖脈沖,阻止輸出電壓的繼續(xù)上升。
D320產(chǎn)生一個(gè)5.1V電壓基準(zhǔn)送至運(yùn)放U301反相輸入端,R330、R334、R336用于檢測(cè)輸出電壓、檢測(cè)電壓值送至運(yùn)放U301同相輸入端。
輸出電壓沒(méi)有達(dá)到過(guò)壓保護(hù)點(diǎn)時(shí),運(yùn)放U301 5腳的電壓小于6腳的電壓,運(yùn)放輸出為低電平,輸出正常。
輸出電壓Vo升高到設(shè)定檢測(cè)點(diǎn)電壓時(shí),電阻R336、R334、R330檢測(cè)的分壓比送入運(yùn)放U301的5腳,此時(shí)5腳電壓高于6腳電壓,運(yùn)放U301輸出高電平,封閉控制芯片PWM信號(hào),模塊輸出電壓為零。
過(guò)流保護(hù)電路實(shí)例(1)
圖2 過(guò)流保護(hù)電路實(shí)例
T2采集模塊原邊開(kāi)關(guān)管的輸入電流,采樣電流經(jīng)取樣電阻R18轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào),再經(jīng)兩路開(kāi)關(guān)二極管(D6)整流形成兩路控制信號(hào)。一路峰值信號(hào)去控制38C43的3腳;另一路準(zhǔn)峰值電平進(jìn)入38C43 EA的反相輸入端2腳。
采用CT作電流采樣的好處是采樣電路功耗小,采樣電路靈活,CT可以放置在MOSFET開(kāi)關(guān)管的D極或S極,也可以串聯(lián)于主變壓器原邊的Vin+端。缺點(diǎn)是電路稍復(fù)雜,體積大,CT存在大占空比時(shí)不能有效復(fù)位的問(wèn)題。CT采樣一般用于中大功率的模塊。
3843PWM芯片介紹
圖3 3843芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
芯片工作原理
虛線所框部分為38C43芯片內(nèi)置的誤差放大器和電流放大器。誤差放大器的輸出經(jīng)過(guò)內(nèi)部分壓后(被鉗位到1V),進(jìn)入電流放大器的反相輸入端,與電流采樣信號(hào)比較后進(jìn)入PWM產(chǎn)生電路。最終在芯片的6腳輸出PWM信號(hào)。
在這里,誤差放大器被用來(lái)作OCP保護(hù),電流控制放大器I/A作峰值電流限流保護(hù)。
誤差放大器E/A用于準(zhǔn)峰值限流。當(dāng)38C43反相輸入端2腳的直流電平達(dá)到2.5V時(shí),誤差放大器E/A起作用,使38C43的6腳輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)占空比D減小,達(dá)到模塊OCP之目的。
過(guò)流保護(hù)電路實(shí)例(2)
圖4 過(guò)流保護(hù)電路實(shí)例
工作原理
T3是電流互感器,用于電流采樣,VD1用于整流,VD2、R9用于T3的磁恢復(fù),C2用于濾波。當(dāng)主開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí),T3采樣其電流并將電流信號(hào)縮小輸出,通過(guò)VD1整流,并通過(guò)R8將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。此電壓信號(hào)通過(guò)R3輸出給U1(PWM芯片,UC3844)的3腳,當(dāng)3腳的電壓超過(guò)1V時(shí),U1通過(guò)內(nèi)部的電路,減小6腳輸出信號(hào)的脈寬,這樣就減小了輸出電壓,從而達(dá)到原邊限流的目的。當(dāng)主開(kāi)關(guān)管截止時(shí),T3通過(guò)VD2、R9進(jìn)行磁恢復(fù),使T3磁勢(shì)回零。
過(guò)流打嗝電路實(shí)例
圖5 打嗝電路實(shí)例
工作原理當(dāng)輸出電流出現(xiàn)過(guò)流時(shí),電流互感器副邊通過(guò)R31和 R29//R29A就會(huì)在R30上面形成的電壓升高,從而使N2C的12管腳電壓升高超出負(fù)向輸入端基準(zhǔn)電壓(2.5V),實(shí)現(xiàn)運(yùn)放N2C的翻轉(zhuǎn)。當(dāng)N2C實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)后就會(huì)對(duì)電容C46充電而C46上面的電荷只能通過(guò)電阻R76放掉,因此通過(guò)選擇R76的阻值來(lái)確定放電時(shí)間常數(shù),從而確定打嗝限流的持續(xù)時(shí)間。 在N2C實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)后將N2D的3腳電平抬高,導(dǎo)致N2D翻轉(zhuǎn),將38C43的1管腳拉低,從而封鎖38C43工作。
過(guò)溫保護(hù)電路舉例 (1)
圖6 過(guò)溫保護(hù)電路實(shí)例1
工作原理
當(dāng)溫度繼電器K104檢測(cè)點(diǎn)溫度低于80±5℃時(shí),K104保持吸合短路狀態(tài),HOT 與PROTECT信號(hào)均為低電平,電源模塊正常工作。當(dāng)檢測(cè)點(diǎn)溫度達(dá)到80±5℃時(shí),溫度繼電器觸點(diǎn)斷開(kāi),HOT 與PROTECT信號(hào)變?yōu)楦唠娖剑赑ROTECT 信號(hào)作用下,電源模塊保護(hù)關(guān)機(jī),達(dá)到保護(hù)電源模塊免受過(guò)溫?fù)p壞的目的。電源模塊保護(hù)關(guān)機(jī)后,溫度繼電器溫度下降,下降到一定程度后溫度繼電器恢復(fù)吸合狀態(tài),HOT 與PROTECT信號(hào)變回低電平,電源模塊恢復(fù)工作。
這里介紹一種交流輸入浪涌電流抑制電路,該電路一般應(yīng)用于AC/DC整流模塊中,抑制上電啟動(dòng)時(shí)交流輸入通過(guò)整流橋對(duì)大容量濾波電容的沖擊電流,以減小模塊上電時(shí)對(duì)電網(wǎng)的影響,同時(shí)對(duì)模塊和配電相關(guān)器件起保護(hù)作用。
軟啟動(dòng)電路舉例 (1)
圖7 軟啟動(dòng)電路1
工作原理當(dāng)輸入剛加電時(shí),繼電器K102處于常開(kāi)狀態(tài),輸入通過(guò)R104,G101對(duì)電容C109、C110充電,由于電阻R104的存在,限制了C109,C110的充電電流。當(dāng)電容C109、C110電壓充到一定數(shù)值后,模塊輔助電源啟動(dòng)。START信號(hào)在輔助電源上電時(shí)為高電平。再經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的延時(shí),START信號(hào)變?yōu)榈碗娖剑瑔?dòng)輸入繼電器吸合,模塊開(kāi)始正常工作。
軟啟動(dòng)電路舉例 (2)下面介紹一種DC-DC軟啟動(dòng)電路,該電路一般應(yīng)用于中、小功率DC-DC變換器中。其目的,主要是為了:(1)、避免電源模塊輸出端出現(xiàn)電壓過(guò)沖,從而引起過(guò)壓保護(hù)電路產(chǎn)生誤動(dòng)作;(2)、降低開(kāi)關(guān)元件、輸出濾波電容器的應(yīng)力,從而提高產(chǎn)品的可靠性和延長(zhǎng)其元器件的使用壽命。
圖8 軟啟動(dòng)電路2
工作原理
當(dāng)UC3843的7腳注入直流電壓VCC時(shí),8腳上就有5V電壓輸出,通過(guò)R848給C840充電,當(dāng)C840上的電壓大于三極管V808發(fā)射極電壓時(shí),V808截止,UC3843的6腳就有脈寬電壓輸出。(該輸出脈寬電壓并不是一開(kāi)始有輸出,脈寬就能達(dá)到最大,而是隨著電容器C840上的充電電壓的逐步升高而逐步展開(kāi)的)。
當(dāng)VCC掉電時(shí),UC3843第8腳輸出為0,此時(shí),儲(chǔ)存在C840上的電壓,只能通過(guò)D818、R859來(lái)快速釋放掉。這樣做的目的,主要是為了保證VCC在第二次來(lái)電時(shí)來(lái)電時(shí),使UC3843第六腳輸出的PWM脈寬電壓有一個(gè)逐步展開(kāi)的過(guò)程。
欠壓,過(guò)溫,CNT保護(hù)綜合電路舉例(1)
圖9 綜合電路1
電路說(shuō)明:
Vcc:13V輔助電源電壓
N12:2.5V基準(zhǔn)
欠壓保護(hù)原理
輸入欠壓保護(hù)比較由運(yùn)放N5C提供,其中pin9為N12提供的2.5V的基準(zhǔn)電壓,當(dāng)輸入電壓低于36V并繼續(xù)降低時(shí),由R37,R54,R99,R100組成的分壓網(wǎng)絡(luò)分得的電壓Vpin10也繼續(xù)降低,當(dāng)Vpin10
過(guò)溫保護(hù)電路原理過(guò)溫保護(hù)比較由運(yùn)放N5B提供,其中pin6為N12分壓后提供的基準(zhǔn)電壓。RT為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻,當(dāng)溫度升高時(shí),其阻值減小,由N12通過(guò)RT,R84,R83分壓,使Vpin5的電壓升高,當(dāng)Vpin5>Vpin6時(shí),N5B輸出翻轉(zhuǎn)為高電平,通過(guò)D12使Vpin9電壓升高,N5C輸出PRO翻轉(zhuǎn)為低電平,經(jīng)過(guò)邏輯電路將38C43的pin1拉低,關(guān)斷輸出。為了避免在過(guò)溫點(diǎn)附近頻繁保護(hù),增加回差功能,由R56提供。
CNT電路原理(以負(fù)邏輯為例)CNT功能比較由運(yùn)放N5A提供,其中pin2為N12分壓后提供的基準(zhǔn)電壓。負(fù)邏輯功能時(shí),R58斷開(kāi)。如果RC1接-VIN,則Vpin3電壓為0,N5A輸出為低電平,N5C輸出PRO為高電平,輸出正常;如果RC1懸空或接高電平,則Vpin3電壓從Vcc或RC1分壓后大于Vpin2,N5A輸出高電平,通過(guò)D12后,N5C輸出PRO翻轉(zhuǎn)為低電平,經(jīng)過(guò)邏輯電路將38C43的pin1拉低,關(guān)斷輸出。
欠壓,過(guò)溫,CNT保護(hù)綜合電路舉例(2)
圖10 綜合電路2
工作原理
當(dāng)模塊CNT為負(fù)邏輯時(shí),去掉D4A、RC1,焊上D4、RC2,模塊正常工作時(shí)CNT接低電平。則N2B輸出低電平,此時(shí)降低輸入電壓,當(dāng)N2A Pin2上電壓低于Pin3腳上電壓時(shí),N2A輸出高電平,從而Q8導(dǎo)通,將38HC43 Pin1拉低,使模塊關(guān)斷,此時(shí)N2A Pin1上電壓約等于Vcc,導(dǎo)致N2A Pin3上電位升高,因此當(dāng)欠壓回復(fù)點(diǎn)比欠壓點(diǎn)高,這就產(chǎn)生了回差。
隨著鋁基板溫度上升,NTC熱敏電阻RT1阻值下降,N2B Pin5上電位逐漸上升,當(dāng)鋁基板溫度達(dá)到過(guò)溫保護(hù)點(diǎn)時(shí),N2B Pin5電位高于Pin6電位,N2B輸出高電平,從而Q8導(dǎo)通,將38HC43 Pin1拉低,使模塊關(guān)斷,同樣,過(guò)溫保護(hù)也會(huì)產(chǎn)生回差。
當(dāng)模塊CNT 為正邏輯時(shí),去掉D4、RC2,焊上D4A、RC1,模塊正常工作時(shí)CNT懸空或接高電平。輸入欠壓及過(guò)溫保護(hù)工作原理同負(fù)邏輯。
欠壓,過(guò)溫,CNT保護(hù)綜合電路舉例(3)
圖11 綜合電路3
欠壓,過(guò)溫,CNT保護(hù)綜合電路舉例(4)
圖12 綜合電路4
審核編輯:湯梓紅
評(píng)論
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