开关电源保护电路

我们设计了电源后，为了爱护开关电源本身和负载的安全，必须根据直流开关电源的原理和特点，设计我们常用的过热爱护、过电流爱护、过电压爱护、软起动爱护电路等爱护措施。

我们一般的直流开关电源由输入部、电力转换部、输出部、操纵部构成。

电力转换部是开关电源的核心，高频斩波非稳定直流，完成输出所需的转换功能。

开关电源的最简单结构可以包含全波整流器、开关管、激励信号、续流二极管、储能电感和平滑电容器c。

但是，为了满足用户的需求，各大开关电源制造商致力于开发新的智能部件，非常是通过改善二次整流部件的损失，在SMT技术的应用中开关电源得到了很大进展，在电路板的两面配置了部件，确保了开关电源的轻量、小型、薄型，因此需要直流电源

直流开关电源最直观的缺点是存在相对严峻的开关噪声，适应恶劣环境和突发故障的能力较弱。 国内微电子技术、电阻容器部件的生产技术和磁性材料技术和一些技术发达国家有肯定的差距，直流开关电源的制作技术困难，维护麻烦，成本高

根据直流开关电源的特点和实际情况，我们必须设计许多爱护电路，确保电源的安全和长寿命，确保直流开关电源在严酷环境和突发故障中安全工作。

在直流开关电源电路中，为了爱护，调整管电路的短路，即使电流增大也不会烧毁。 其基本方法是在输出电流超过某一值时，调整管成为反偏压状态而截止，自动切断电路电流。

如下图所示，过电流爱护电路由晶体管BG2和分压电阻R4、R5构成。 当电路正常操作时，在R4和R5的分压作用下，BG2的基极电势低于发射极电势，并且发射极结接收反向电压。 然后，BG2为断开状态(相当于开路)，不影响稳定化电路。 在电路短路的情况下，在输出电压为零、BG2的发射极相当于接地的情况下，BG2成为饱和导通状态(相当于短路)，调整管BG1的基极和发射极接近短路，成为切断状态，切断电路电流，实现爱护目的。

一般设计过电压爱护电路，不仅预防电源短路电流过大，还预防因国家使用的输入电压而导致电压过大或电源损坏。

直流开关电源中开关稳压器的过电压爱护包含输入过电压爱护和输出过电压爱护。 用于开关稳压器的无电压直流电源(电池或整流器等)的电压过高时，开关稳压器可能无法正常工作，内部设备可能会损坏，因此开关电源需要输入过电压爱护电路。

下图是由我们之前所述的晶体管和继电器构成的爱护电路，在该电路中，在输入直流电源的电压高于齐纳二极管的破坏电压值的情况下，稳定的电压管被破坏，电流流过电阻r，晶体管t导通，继电器动作，常闭触点断开，输入被切断。 输入电源的极性爱护电路可和输入过电压爱护相结合，构成极性爱护鉴别和过电压爱护电路。

过电流和过电压爱护线路采纳硬件爱护机制，当电源出现电流电压问题时，进入锁定状态，完全切断开关管的工作状态，发挥安全爱护作用，这些爱护一般用于输出部分，爱护输入侧，保证电源稳定性，输出侧包含高压爱护、过热爱护、软启动爱护三个方面

开关稳压器的电源电路复杂，开关稳压器的输入一般连接有小电感和大容量的输入滤波器。 接通电源的刹那，平滑电容器中流过较大的浪涌电流，该浪涌电流为正常输入电流的数倍。 这样大的浪涌电流会熔化通常的电源开关触点和继电器触点，使输入保险丝熔断。 其它，浪涌电流会损伤电容器，缩短寿命，早期破坏。 因此，接通电源时接通限流电阻，用该限流电阻对电容器进行充电。 为了幸免该限流电阻消耗过剩的电力，不会影响开关稳压器的正常动作，因此在接通电源过程结束后，继电器会自动短路，直流电源会直接供给开关稳压器，因此该电路被称为直流开关电源的“软启动”电路

接通电源的刹那，输入电压通过整流桥( 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%的额定电压时，逆变器正常工作。 从主变压器的辅助绕组产生晶闸管的触发信号，使晶闸管导通，使限流电阻R1短路，开关电源处于正常运转状态。 采纳NE555延迟电路来代替RC延迟电路，可以提高延迟时间的精确性并预防中继操作中的抖动。