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24V開關電源常用的幾種保護電路

來源:青島匯達創(chuàng)業(yè)科技有限公司   2013年06月26日 09:19  
  1.防浪涌軟啟動電路
  
  24V開關電源的輸入電路大都采用電容濾波型整流電路,在進線電源合閘瞬間,由于電容器上的初始電壓為零,電容器充電瞬間會形成很大的浪涌電流,特別是大功率開關電源,采用容量較大的濾波電容器,使浪涌電流達100A以上。在電源接通瞬間如此大的浪涌電流,重者往往會導致輸入熔斷器燒斷或合閘開關的觸點燒壞,整流橋過流損壞;輕者也會使空氣開關合不上閘。上述現(xiàn)象均會造成開關電源無法正常工作,為此幾乎所有的開關電源都設置了防止流涌電流的軟啟動電路,以保證電源正常而可靠運行。
  
  2.過壓、欠壓及過熱保護電路
  
  進線電源過壓及欠壓對開關電源造成的危害,主要表現(xiàn)在器件因承受的電壓及電流應力超出正常使用的范圍而損壞,同時因電氣性能指標被破壞而不能滿足要求。因此對輸入電源的上限和下限要有所限制,為此采用過壓、欠壓保護以提高電源的可靠性和安全性。
  
  溫度是影響電源設備可靠性的zui重要因素。根據有關資料分析表明,電子元器件溫度每升高2℃,可靠性下降10%,溫升50℃時的工作壽命只有溫升25℃時的1/6,為了避免功率器件過熱造成損壞,在開關電源中亦需要設置過熱保護電路。
  
  3.缺相保護電路
  
  由于電網自身原因或電源輸入接線不可靠,24V開關電源有時會出現(xiàn)缺相運行的情況,且掉相運行不易被及時發(fā)現(xiàn)。當電源處于缺相運行時,整流橋某一臂無電流,而其它臂會嚴重過流造成損壞,同時使逆變器工作出現(xiàn)異常,因此必須對缺相進行保護。檢測電網缺相通常采用電流互感器或電子缺相檢測電路。由于電流互感器檢測成本高、體積大,故開關電源中一般采用電子缺相保護電路。圖5是一個簡單的電子缺相保護電路。三相平衡時,R1~R3結點H電位很低,光耦合輸出近似為零電平。當缺相時,H點電位抬高,光耦輸出高電平,經比較器進行比較,輸出低電平,封鎖驅動信號。比較器的基準可調,以便調節(jié)缺相動作閾值。該缺相保護適用于三相四線制,而不適用于三相三線制。電路稍加變動,亦可用高電平封鎖PWM信號。
  
  4.短路保護
  
  24V開關電源同其它電子裝置一樣,短路是zui嚴重的故障,短路保護是否可靠,是影響開關電源可靠性的重要因素。IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)兼有場效應晶體管輸入阻抗高、驅動功率小和雙極型晶體管電壓、電流容量大及管壓降低的特點,是目前中、大功率開關電源zui普遍使用的電力電子開關器件。IGBT能夠承受的短路時間取決于它的飽和壓降和短路電流的大小,一般僅為幾μs至幾十μs。短路電流過大不僅使短路承受時間縮短,而且使關斷時電流下降率di/dt過大,由于漏感及引線電感的存在,導致IGBT集電極過電壓,該過電壓可在器件內部產生擎住效應使IGBT鎖定失效,同時高的過電壓會使IGBT擊穿。因此,當出現(xiàn)短路過流時,必須采取有效的保護措施

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