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引言

直流穩(wěn)壓電源設(shè)備與我們的直流穩(wěn)壓電源工作和生活關(guān)系越來越密切，直流穩(wěn)壓電源設(shè)備一個(gè)核心的部分就是直流穩(wěn)壓電源．直流穩(wěn)壓電源作為一切直流穩(wěn)壓電源產(chǎn)品的供電設(shè)備．可靠的性能只是其一， 重要的是直流穩(wěn)壓電源的保護(hù)功能。在我們生活看到常見的一些負(fù)載，比如說電梯，地鐵屏蔽門等，這些都是感性負(fù)載，當(dāng)屏蔽門開門時(shí)，需要大直流穩(wěn)壓電源電流來驅(qū)動(dòng)，同樣關(guān)門時(shí)也需要大直流穩(wěn)壓電源電流來驅(qū)動(dòng)．而且在開關(guān)門時(shí)容易過載。時(shí)間也要求過載能維持1 S左右，系統(tǒng)也不能保護(hù)，這樣對(duì)直流穩(wěn)壓電源系統(tǒng)的可靠性。穩(wěn)定性要求就非常高。

目前，大部分直流穩(wěn)壓電源設(shè)備中都是采用過流后保護(hù)、逐波直流穩(wěn)壓電源限流、過載直流穩(wěn)壓電源限流和短路保護(hù)，而不能滿足部分感性負(fù)載，比如能維持一定的過載時(shí)間后再直流穩(wěn)壓電源限流，要求系統(tǒng)不保護(hù)，并且需要?jiǎng)討B(tài)響應(yīng)快和高可靠性。

1 常用的直流穩(wěn)壓電源限流保護(hù)電路

1．1電阻初級(jí)直流穩(wěn)壓電源限流電路

過直流穩(wěn)壓電源電流的設(shè)定一般為額定直流穩(wěn)壓電源電流的110％ ～130％，一般都是自恢復(fù)型的。

圖1所示。是比較常用的過流保護(hù)電路．主要是檢測(cè)反激或正激變換器中的初級(jí)的直流穩(wěn)壓電源電流大小，通過IC來控制PWM的驅(qū)動(dòng)方波。

對(duì)于圖1，是由UC3845構(gòu)成的開關(guān)直流穩(wěn)壓電源部分電路，UC3845的腳7為供電端，為UC3845提供啟動(dòng)直流穩(wěn)壓電源電壓；引腳2VFB為誤差放大器的反相輸入端，為UC3845提供負(fù)反饋直流穩(wěn)壓電源電壓，其規(guī)律是此腳直流穩(wěn)壓電源電壓越高驅(qū)動(dòng)脈沖的占空比越小，以此穩(wěn)定輸出直流穩(wěn)壓電源電壓。腳4和腳8外接的R54、C41 決定了振蕩頻率。其振蕩頻率的最大值可達(dá)500 kHz。R42、C36 用于改善增益和頻率特性。腳6輸出的方波信號(hào)經(jīng) 。R8、R9分壓后驅(qū)動(dòng)MOSFEF功率管；變壓器一次側(cè)繞組的能量傳遞到二次側(cè)各繞組，經(jīng)整流濾波后輸出各數(shù)值不同的直流直流穩(wěn)壓電源電壓供負(fù)載使用。

1．2逐波直流穩(wěn)壓電源限流電路

逐波直流穩(wěn)壓電源限流電路是高頻大功率開關(guān)電路的過載保護(hù)電路，電路一般采用比較器監(jiān)測(cè)直流穩(wěn)壓電源電流的大小，以減少直流穩(wěn)壓電源電流檢測(cè)環(huán)節(jié)，加快直流穩(wěn)壓電源電流檢測(cè)速度，有效縮短直流穩(wěn)壓電源限流時(shí)間；前級(jí)RC濾波對(duì)直流穩(wěn)壓電源限流速度有影響，但對(duì)于干擾有很大的抑制作用，能避免誤封鎖動(dòng)作的發(fā)生。當(dāng)電路檢測(cè)到開關(guān)管過流時(shí)封鎖開關(guān)管驅(qū)動(dòng)脈沖，過流信號(hào)消失后保持驅(qū)動(dòng)脈沖的封鎖狀態(tài)，直至下一開通脈沖到來時(shí)再解除封鎖。其主要優(yōu)點(diǎn)是不僅能對(duì)開關(guān)管過載做出有效的保護(hù)，而且避免了開關(guān)管在開通周期內(nèi)多次開關(guān)所帶來的損傷。輸出直流穩(wěn)壓電源電流達(dá)額定直流穩(wěn)壓電源電流的3．75～4．2倍時(shí)，實(shí)現(xiàn)PULSE BY PULSE直流穩(wěn)壓電源限流。

2 一種安全可靠的過載直流穩(wěn)壓電源限流控制到額定直流穩(wěn)壓電源電流的電路

以上介紹的兩種直流穩(wěn)壓電源限流保護(hù)電路，可以起到保護(hù)電路的作用，但是不能滿足部分感性過載問題，以下我們主要介紹一種可以短時(shí)間過載后直流穩(wěn)壓電源電流限制到額定直流穩(wěn)壓電源電流的控制電路。

(1)電路原理圖

短時(shí)間過載后直流穩(wěn)壓電源電流限制到額定電流的控制電路如圖2所示。

(2)直流穩(wěn)壓電源工作原理解析

① 當(dāng)輸出直流穩(wěn)壓電源電流小于20 A(額定直流穩(wěn)壓電源電流)時(shí)

此時(shí)/Om信號(hào)電壓小于66 mV/A.20.4 A = 1.346 V，所以比較器U,6-A的腳1為高電平4.98 V， 經(jīng)過知、心充電到U16-B的腳5得到4.98 V，充電 時(shí)間一尺98.(：58，而Ul6-B的腳6電壓為3.3V，此時(shí)的U16-B的腳7懸空，那么 Ul5-B 的腳 5 電壓為 98.02 mV/A.20.4 A=1.99V，經(jīng)電壓跟隨器Ul5-B后由/9，和知分壓得到1.346 V,使得U15-A的腳1基準(zhǔn)電壓為0~ 1.346 V，對(duì)應(yīng)的電流負(fù)載0?20.4 A，而U『A的腳2 也是隨著負(fù)載0-20.4 A，對(duì)應(yīng)腳2的電壓為0? 1.3舶V，經(jīng)過誤差放大器使得輸出電流從0?20.4 A 之間穩(wěn)定地輸出。當(dāng)輸出電流小于20 A時(shí)，輸出電 流可從0?20 A穩(wěn)定輸出。

② 當(dāng)輸出直流穩(wěn)壓電源電流為20～50 A(過載)時(shí)

而在這1.96 s放電過程中，Ul5-A的腳3電壓 基準(zhǔn)是 98.02 mWA.(20 A~50 346

3.3 V，另外輸出電流采樣/咖電壓為(2〇,4 A~50 A).

66 mV/A=1.346 V~3.3 V,所以在 1.96 s 放電

③ 當(dāng)輸出直流穩(wěn)壓電源電流為大于50 A(過載)時(shí)

此時(shí)/out信號(hào)電壓大于66 mV/A*50 A=3.3 V， 所以比較器U16-A的腳1為低電平0.2 V，而Ul6-B 的腳5電壓由4,98 V經(jīng)放電過程，當(dāng) Ul6-B的腳5電壓放電到腳6的3.3 V時(shí)，比較器 Uw-B要發(fā)生翻轉(zhuǎn)，此時(shí)U,6-B的7腳輸出低電平 0.2 V，同樣放電時(shí)間《2=1.96 s,而在這1.96 s放電過 程中，/_=98.02 mV.50 A=4.98 V，而/_的量程最大 為4.98 V，達(dá)到飽和了，所以U15-A的腳3電壓基 準(zhǔn) 3.3 V?！按藭r(shí) U15-A 的腳 3 基準(zhǔn)電 壓降到1.32 V，輸出電流從50 A將減小到20 A，由 于U15-A的腳3基準(zhǔn)正好是20 A對(duì)應(yīng)的1.32 V，這 樣輸出電流就維持到20 A，達(dá)到了限流的目的。

3 直流穩(wěn)壓電源限流電路實(shí)際應(yīng)用比較

對(duì)于以上介紹的3種直流穩(wěn)壓電源限流電路，在實(shí)際使用中，應(yīng)用對(duì)比如表1所列

(1) 電阻初級(jí)直流穩(wěn)壓電源限流的特點(diǎn)

表1 3種限流電路的對(duì)比

電路保護(hù)模式	應(yīng)用范圍	功率范圍	電流	保護(hù)性能	功耗
電阻初級(jí)限流	開關(guān)電源	小功率	小	差	大
逐波限流	UPS /逆變器	大功率	大	較好
額定限流	UPS /逆變器	中功率	介于以上之間	好

 

所用直流穩(wěn)壓電源元器件少，調(diào)試比較容易。

(2)逐波直流穩(wěn)壓電源限流的特點(diǎn)

對(duì)于直流穩(wěn)壓電源限流速度，過流發(fā)生到封鎖驅(qū)動(dòng)脈沖時(shí)間應(yīng)盡量短(太大的延遲會(huì)使直流穩(wěn)壓電源限流點(diǎn)超出范圍)，但不能產(chǎn)生誤封鎖；對(duì)于驅(qū)動(dòng)脈沖封鎖解除時(shí)間，只能在下一開通周期解除封鎖。以避免開關(guān)管在一個(gè)開通周期內(nèi)多次開關(guān)。

(3) 額定直流穩(wěn)壓電源電流直流穩(wěn)壓電源限流電路的優(yōu)點(diǎn)

采用一種短時(shí)間過載后直流穩(wěn)壓電源電流限制到額定直流穩(wěn)壓電源電流的控制電路，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，可靠性高，能滿足部分感性負(fù)載過載問題。

4 結(jié)束語(yǔ)

直流穩(wěn)壓電源作為一切直流穩(wěn)壓電源產(chǎn)品的供電設(shè)備。性能雖是產(chǎn)品的基本要求，但是直流穩(wěn)壓電源自身的保護(hù)措施也尤為重要，本文介紹了3種直流穩(wěn)壓電源限流保護(hù)的措施，對(duì)于額定直流穩(wěn)壓電源限流保護(hù)電路，根據(jù)實(shí)際電路原理分析，在短時(shí)間過載后直流穩(wěn)壓電源電流可以限制到額定直流穩(wěn)壓電源電流，以保證直流穩(wěn)壓電源正常直流穩(wěn)壓電源工作。關(guān)于直流穩(wěn)壓電源限流保護(hù)電路，還有基極驅(qū)動(dòng)直流穩(wěn)壓電源限流、無(wú)功耗直流穩(wěn)壓電源限流等其它保護(hù)電路，各有其優(yōu)勢(shì)．設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的直流穩(wěn)壓電源限流電路，以達(dá)到理想的保護(hù)措施，提高直流穩(wěn)壓電源的可靠性。