本文對(duì)開(kāi)關(guān)電源常用過(guò)流保護(hù)電路總結(jié)出一份經(jīng)典的設(shè)計(jì)方案。
1 采用電流傳感器進(jìn)行電流檢測(cè)
過(guò)流檢測(cè)傳感器的工作原理如圖1所示。通過(guò)變流器所獲得的變流器次級(jí)電流經(jīng)I/V轉(zhuǎn)換成電壓,該電壓直流化后,由電壓比較器與設(shè)定值相比較,若直流電 壓大于設(shè)定值,則發(fā)出辨別信號(hào)。但是這種檢測(cè)傳感器一般多用于監(jiān)視感應(yīng)電源的負(fù)載電流,為此需采取如下措施。由于感應(yīng)電源啟動(dòng)時(shí),啟動(dòng)電流為額定值的數(shù) 倍,與啟動(dòng)結(jié)束時(shí)的電流相比大得多,所以在單純監(jiān)視電流電瓶的情況下,感應(yīng)電源啟動(dòng)時(shí)應(yīng)得到必要的輸出信號(hào),必須用定時(shí)器設(shè)定禁止時(shí)間,使感應(yīng)電源啟動(dòng)結(jié) 束前不輸出不必要的信號(hào),定時(shí)結(jié)束后,轉(zhuǎn)入預(yù)定的監(jiān)視狀態(tài)。
2 啟動(dòng)浪涌電流限制電路
開(kāi)關(guān)電源在加電時(shí),會(huì)產(chǎn)生較高的浪涌電流,因此必須在電源的輸入端安裝防止浪涌電流的軟啟動(dòng)裝置,才能有效地將浪涌電流減小到允許的范圍內(nèi)。浪涌電流 主要是由濾波電容充電引起,在開(kāi)關(guān)管開(kāi)始導(dǎo)通的瞬間,電容對(duì)交流呈現(xiàn)出較低的阻抗。如果不采取任何保護(hù)措施,浪涌電流可接近數(shù)百A。
3 采用基極驅(qū)動(dòng)電路的限流電路
在一般情況下,利用基極驅(qū)動(dòng)電路將電源的控制電路和開(kāi)關(guān)晶體管隔離開(kāi)??刂齐娐放c輸出電路共地,限流電路可以直接與輸出電路連接,工作原理如圖3所示,當(dāng)輸出過(guò)載或者短路時(shí),V1導(dǎo)通,R3兩端電壓增大,并與比較器反相端的基準(zhǔn)電壓比較??刂芇WM信號(hào)通斷。
4 通過(guò)檢測(cè)IGBT的Vce
當(dāng)電源輸出過(guò)載或者短路時(shí),IGBT的Vce值則變大,根據(jù)此原理可以對(duì)電路采取保護(hù)措施。對(duì)此通常使用專(zhuān)用的驅(qū)動(dòng)器EXB841,其內(nèi)部電路能夠很 好地完成降柵以及軟關(guān)斷,并具有內(nèi)部延遲功能,可以消除干擾產(chǎn)生的誤動(dòng)作。其工作原理如圖4所示,含有IGBT過(guò)流信息的Vce不直接發(fā)送到EXB841 的集電極電壓監(jiān)視腳6,而是經(jīng)快速恢復(fù)二極管VD1,通過(guò)比較器IC1輸出接到EXB841的腳6,從而消除正向壓降隨電流不同而異的情況,采用閾值比較 器,提高電流檢測(cè)的準(zhǔn)確性。假如發(fā)生了過(guò)流,驅(qū)動(dòng)器:EXB841的低速切斷電路會(huì)緩慢關(guān)斷IGBT,從而避免集電極電流尖峰脈沖損壞IGBT器件。