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  • 直流电路的过流保护法,采用普通熔丝的保护电路,其过电流反应是较迟钝的,因而不能作为灵敏的保护装置。电子保护电路具有高速断流、恢复容易的特点,可应用于任何直流电路中作过流保护装置。
  • 由于逆变电源在电路中肩负着直流...如果逆变电源出现短路的情况,那么就有可能出现烧毁的情况,想要有效避免短路情况的发生,就要充分重视逆变电源中的过流保护电路。本篇文章就将为大家介绍过流短路保护电路的设计。
  • 一、保护  保护是指被保护线路电压超过预定的最大值时,使电源断开或使受控设备电压降低的一种保护方式。  保护应用  常见的保护元器件或设备有防雷器、压敏电阻、避雷器等。在通信电源领域,...

    一、过压保护

      过压保护是指被保护线路电压超过预定的最大值时,使电源断开或使受控设备电压降低的一种保护方式。

      过压保护应用

      常见的过压保护元器件或设备有防雷器、压敏电阻、避雷器等。在通信电源领域,为防止雷电瞬间高电压对其造成巨大损害,通常会配置压敏电阻对其进行过压防雷保护。当雷电产生的瞬间高电压施加在压敏电阻两端时,压敏电阻阻值变得无穷小,使得压敏电阻导通并将雷电产生的大电流引入大地,从而保护电源设备不受雷电损伤。在电源系统侧通常会使用防雷器对交流、直流进行过压保护。

      过压保护电路图及工作原理

      最简单的过压保护措施是由一只继电器组成,如图6-25所示。一旦储能电容器上电压超过规定值时,继电器J吸合,进而切断供电电源。

    过压保护与过流保护有什么区别解析

      这种电路虽然简单,但消耗的功率较大,并且灵敏度低。由于接在高压回路中,对继电器也有特殊的要求。激光器电激中常用的一种过压保护电路,如图6-26所示。它也由取样电路、比较器、功放级及执行元件组成。它采用了与储能电容器并联的电阻分压器来获得取样信号。当储能电容器上的电压超过规定值时,电阻R1上的取样电压高于比较器的基准电压UR,最终导致执行元件切断供电电源。取样电阻R1R2的阻值一定要足够大,使其与储能电容器构成时间常数远大于储能电容器的时间常数。否则,储能电容器上电荷的激放相当严重。

    过压保护与过流保护有什么区别解析

      二、过流保护

      很多电子设备都有个额定电流,不允许超过额定电流,不然会烧坏设备。所以有些设备就做了电流保护模块。当电流超过设定电流时候,设备自动断电,以保护设备。如主板cpu的usb接口一般有usb过流保护,保护主板不被烧坏。

      最大电压

      编辑在限定条件下, KT系列高分子PTC热敏电阻动作时,能安全承受的最高电压。即热敏电阻的耐压值。超过此值,热敏电阻有可能被击穿,不能恢复。此值通常被列在规格书中的耐压值一栏里。

      工作电压

      编辑在正常动作状态下,跨过KT系列高分子PTC热敏电阻两端的最大电压。在许多电路中,相当于电路中电源的电压。

     

      过流保护电路原理

      本电路适用于直流供电过流保护,如各种电池供电的场合。 如果负载电流超过预设值,该电子保险将断开直流负载。重置电路时,只需把电源关掉,然后再接通。该电路有两个联接点(A、B标记),可以连接在负载的任意一边。

    过压保护与过流保护有什么区别解析

                                                                    过流保护电路图

      负载电流流过三极管T4、电阻R10和R11。A、B端的电压与负载电流成正比,大多数的电压分配在电阻上。 当电源刚刚接通时,全部电源电压加在保险上。三极管T2由R4的电流导通,其集电极的电流值由下式确定:VD4=VR7+0.6。因为D4上的电压 (VD4)和R7上的电压(VR7)是恒定的,所以T2的集电极电流也是恒定。该三极管提供稳定的基极电流给T3,因而使其导通,接着又提供稳定的基极电 流给T4。保险导电,负载有电流流过。当电源刚接通时,电容器C1提供一段延时,从而避免T1导电和保持T2断开。 保险上的电压(VAB)通 常小于2V,具体值取决于负载电流。当负载电流增大时,该电压升高,并且在二极管D4导通时,达到分流部分T2的基极电流,T2的集电极电流因而受到限 制。由此,保险上的电压进一步增大,直到大约4.5V,齐纳二极管D1击穿,使T1导通,T2便截止,这使得T3和T4也截止,此时保险上的电压增大,并 且产生正反馈,使这些三极管保持截止状态。

      C1的作用是给出一段短时延迟,以便保险可以控制短时过载,如象白炽灯的开关电流,或直流电机的启 动电流。因此,改变C1的值可以改变延迟时间的长短。该电路的电压范围是10~36V的直流电,延迟时间大约0.1秒。对于电路中给出的元件值,负载电流 限制为1A。通过改变元件值,负载电流可以达到10mA~40A。选择合适额定值的元件,电路的工作电压可以达到6~500V。通过利用一个整流电桥(如 下面的电源电路),该保险也可以用于交流电路。电容器C2提供保险端的瞬时电压保护。二极管D2避免当保险上的电压很低时,C1经过负载放电。

       

    过压保护与过流保护有什么区别解析

     

      带自锁的过流保护电路

      1.第一个部分是电阻取样,负载和R1串联,大家都知道。串联的电流相等.R2上的电压随着负载的电流变化而变化,电流大,R2两端电压也高.R3 D1组成运放保护电路。防止过高的电压进入运放导致运放损坏。.C1是防止干扰用的。

      2.第二部分是一个大家相当熟悉的同相放大器。由于前级的电阻取样的信号很小,所以得要用放大电路放大,才能用放大倍数由VR1 R4决定。

      3.第三部分是一个比较器电路,放大器把取样的信号放大,然后经过这级比较,从而去控制后级的动作。是否切断电源或别的操作。比较器是开路输出所以要加上上位电阻。不然无法输出高电平

      过流保护用PTC热敏电阻通过其阻值突变限制整个线路中的消耗来减少残余电流值。可取代传统的保险丝,广泛用于马达、变压器、开关电源、电子线路等的过流 过热保护,传统的保险丝在线路熔断后无法自行恢复, 而过流保护用PTC热敏电阻在故障撤除后即可恢复到预保护状态,当再次出现故障时又可以实现其过流过热保护功能 。

    过压保护与过流保护有什么区别解析

                                                             过流保护电路图

      三、过压保护与过流保护区别

      1、负载如果是阻性负载,当电源有故障,负载上的电压有可能大幅上升,而电流的上升值不一定能超过过流保护值。此种情况宜用过压保护,例如工作在50V,可将电压保护值调至55V,如果电源故障只要电压升至55V时,电源会自动切断电压输出;负载如果是容性负载,由于大容量的电解电容器并联在一起,当电源发生故障时,电流就可能大幅度上升,而电压的升值却不甚明显,这时电源内部的过流保护部件会首先启动,电源会自动切断输出。

      2、过压保护值在面板上有一只电位器,可以人工设定。而过流保护值是不能人工设定的,机内已经定死,一般为额定电流的1.2~1.5倍。过压保护会立即快速启动,过流保护则有一秒左右的延时。

      3、过压、过流保护是针对机内故障的,因此既然发生,电源就不能自动恢复,必须关机后重新开机。

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  • 过流保护电路作为电源电路中不可缺少的一个组成部分,根据其控制方法大致可以分为关断方式和限流方式,而直流电机电源较宜采用关断方式。过流保护电路首先要有一个电流取样环节,常用做法是串联一个小电阻或者是霍尔...
  • 过流保护器件的选型技巧 过温保护器件的选型考虑 相关性阅读: 【Class2】保险丝的应用方案及常见问题解答 http://www.cntronics.com/public/art/artinfo/id/80015226 【Class3】TVS二极管的定性应用与案例...
     中心议题:
    
    过压保护器件的选型要点
    过流保护器件的选型技巧
    过温保护器件的选型考虑

    相关性阅读:
    【Class2】保险丝的应用方案及常见问题解答
    http://www.cntronics.com/public/art/artinfo/id/80015226
    【Class3】TVS二极管的定性应用与案例分析
    http://www.cntronics.com/public/art/artinfo/id/80015346
    【Class4】防雷器件的选型技巧与设计方案
    http://www.cntronics.com/public/art/artinfo/id/80015435

    随着电子系统的复杂性和集成度越来越高,而工作电压越来越低,电子系统对可靠性、稳定性和安全性的要求也越来越高,电路保护设计的重要性也越来越强。在电路保护设计中,电路保护器件的选择和应用是否合理,将直接影响电子系统电路保护方案的保护效果。为了帮助工程师正确选择电路保护器件,合理应用电路保护器件设计高效的电路保护解决方案,本期大讲台将分三部分进行介绍:第一部分介绍常见的电路保护器件之选型技巧;第二部分重点分析保险丝、瞬态电压抑制器、ESD保护器件、防雷保护器件等的 实际应用方案;第三部分将结合电子元件技术网论坛和电路保护与电磁兼容研讨会中关于选用电路保护器件的讨论,整理出电路保护设计过程中较常遇到的难题Q&A。
            电路保护主要有三种形式:过压保护、过流保护和过温保护。选择适当的电路保护器件是实现高效、可靠的电路保护设计之关键的第一步,那么,如何合理选择电路保护器件?不同的保护器件其保护原理也各有不同,选择的时候应结合其保护原理、工作条件和使用环境来考虑。本文将介绍常用的几种过压、过流和过温保护器件之选型技巧,帮助工程师正确选择电路保护器件。

    1. 过压保护器件的选型要点

    过压保护器件(OVP)用于保护后续电路免受甩负载或瞬间高压的破坏,常用的过压保护器件有压敏电阻、瞬态电压抑制器、静电抑制器和放电管等。过压保护器件选型应注意以下四个要点:
    1)关断电压Vrwm的选择。一般关断电压至少要比线路最高工作电压高10%
    2)箝位电压VC的选择。VC是指在ESD冲击状态时通过TVS的电压,它必须小于被保护电路的能承受的最大瞬态电压
    3)浪涌功率Pppm的选择。不同功率,保护的时间不同,如600w(10/1000us);300W(8/20us)
    4)极间电容的选择。被保护元器件的工作频率越高,要求TVS的电容要越小

    1.1 ESD抑制器
    选择合适的ESD保护器件,最大的难点在于如何最容易地明确哪种器件可以提供最大的保护。系统供应商一般是通过数据手册上的ESD额定值(或标称值)来比较ESD保护器件的好坏。事实上,从这些额定值根本看不出器件保护系统的能力有多强,关键取决于其二极管参数。主要的参考系数应该是:
    快速响应时间
    低箝位电压
    高电流浪涌承受能力
    AEM(苏州)科技有限公司副总经理郑索平介绍,选择ESD器件应该遵循下面的要求:
    (1)选择静电保护器件注意:
            • 箝制电压不要超过受保护器件的最大承受电压
            • 电路电压不超过保护器件工作电压
            • 低电容值、漏电流尽可能的减少干扰及损耗
    (2)静电保护器件尽量安装在最接近静电输入的地方,远离被保护器件
    (3)静电保护器件一定接的大地线,不是数字地线
    (4)回地的线路尽量的短,静电保护器件与被保护线路之间的距离尽量的短
    (5)尽量避免被保护与未被保护线路并排走线

    1.2压敏电阻
    压敏电阻是一种用得最多的限压器件。广泛的应用在汽车电子、通迅、计算机、消费类电子产品、军用电子产品等方面,特别是在LCD、键盘、I/O 接口、IC、MOSFET、CMOS、传感器、手机、DVD、AV、ABS、马达控制板、MP3、PDA、USB接口及高速数据信号线路上进行保护等。

    压敏电阻选用时应注意的是:连续施加在压敏电阻两端的电源电压,不能超过规格表中列出的¡°最大持续工作电压¡±值。还要充分考虑到电网(或电路)工作电压的波动幅度, 选取压敏电阻的压敏电压值时,要留有足够的余量。国内一般的波动幅度为30%。通过压敏电阻的最大浪涌电流不应超过技术规格书中的¡°最大冲击电流¡±值 (也就是最大通流量)。考虑到要耐受多次冲击时,应该选用能耐受10次以上冲击的浪涌电流值。 压敏电阻的箝位电压必须小于被保护的部件或设备能承受的最大电压(即安全电压)。

    1.3 瞬态电压抑制器TVS
    瞬态电压抑制器(TVS)是一种二极管形式的高效能保护器件。当TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时,它能以10-12秒量级的速度,将其两极间的高阻抗变为低阻抗,吸收高达数千瓦的浪涌功率,使两极间的电压箝位于一个预定值,有效地保护电子线路中的精密元器件,免受各种浪涌脉冲的损坏。
          瞬态电压抑制二极管(TVS)广泛应用在半导体及敏感的电子零件过电压、ESD保护上,主要包括:消费类产品、工业产品、通讯、电脑、汽车、电源供应品、信号线路保护及军事、航天航空导航系统及控制系统上。最大箝位电压VC不可大于被保护设备最大的安全电压,以及反向工作电压(反向断态电压)须大于线路正常工作电压,是使用TVS管时必须注意的问题,另外, 交流电压只能用双向TVS。

    TVS管的选用应注意以下几点:
    确定被保护电路的最大直流或连续工作电压、电路的额定标准电压和“高端”容限。
    TVS额定反向关断VWM应大于或等于被保护电路的最大工作电压。若选用的VWM太低,器件可能进入雪崩或因反向漏电流太大影响电路的正常工作。串行连接分电压,并行连接分电流。
    TVS的最大箝位电压VC应小于被保护电路的损坏电压。
    在规定的脉冲持续时间内,TVS的最大峰值脉冲功耗PM必须大于被保护电路内可能出现的峰值脉冲功率。在确定了最大箝位电压后,其峰值脉冲电流应大于瞬态浪涌电流。
    对于数据接口电路的保护,还必须注意选取具有合适电容C的TVS器件。
    根据用途选用TVS的极性及封装结构。交流电路选用双极性TVS较为合理;多线保护选用TVS阵列更为有利。
    温度考虑。瞬态电压抑制器可以在-55~+150℃之间工作。如果需要TVS在一个变化的温度 工作,由于其反向漏电流IR是随增加而增大;功耗随 TVS结温增加而下降,从+25℃到+175℃,大约线性下降50%雨击穿电压VBR随温度的增加按一定的系数增加。因此,必须查阅有关产品资料,考虑温 度变化对其特性的影响
    1.4 陶瓷气体放电管
    陶瓷气体放电管属于开关组件,用于电源防雷器共模电路中将雷电流泄放入地,也可用在差模电路中与压敏电阻串联而阻断其漏电流。在信号防雷器中常用于第一级泄放浪涌电流,由于其反应速度慢,还要用第二级作限压保护。

    在选择陶瓷气体放电管时应注意:
    陶瓷气体放电管不能直接用在电源上做差模保护;
    击穿电压要大于线路上最大信号电频电压;
    耐电流不能小于线路上可能出现的最大异常电流;
    还有脉冲击穿电压须小于被保护线路电压。

    2 过流保护器件的选型

    过流保护器件主要有一次性熔断器、自恢复熔断器、熔断电阻和断路器等,其中,最重要的过流保护器件是熔断器,也叫保险丝。它一般串联在电路中,要求其电阻要小(功耗小),当电路正常工作时,它只相当于一根导线,能够长时间稳定的导通电路;由于电源或外部干扰而发生电流波动时,也应能承受一定范围的过载;只有当电路中出现较大的过载电流(故障或短路)时,熔断器才会动作,通过断开电流来保护电路的安全,以避免产品烧毁的危险。

    在熔断器分断电路的过程中,由于电路电压的存在,在熔体断开的瞬间会发生电弧,高质量的熔断器应该尽量避免这种飞弧;在分断电路后,熔断器应能耐受加在两端的电路电压。熔断器受脉冲损伤会逐步降低承受脉冲的能力,选用时需要考虑必要的安全余量;这个安全余量是指熔断器的总熔断(动作)时间,它是预飞弧时间和飞弧时间之和。所以在选择的时候需要留意它的熔断特性和额定电流这个基本条件;另外安装时要考虑熔断器周边的环境,熔断器只有达到本身的熔化热能值的时候才会熔断,如果是在环境较冷的状况下,它的熔断时间会变化,这是使用时必须留意的。

    总的来说,保险丝的选型应注意以下十个要素:
    额定电流;
    额定电压;
    环境温度;
    电压降 / 冷电阻;
    熔断特性:   过载能力,时间 / 电流特性;
    分断能力;
    熔化热能值;
    耐久性(寿命);
    结构特征:  外形 / 尺寸,安装形式;
    安全认证
    结合以上的十个保险丝选用注意要素,保险丝的选用可根据下图所示的流程来进行。

    相关阅读:
    保险丝管的选用指南
    http://www.cntronics.com/bbs/viewthread.php?tid=24598&extra=page%3D11
    选择保险丝的十大要素
    http://www.cntronics.com/bbs/viewthread.php?tid=1320&extra=page%3D15

    3 过温保护器件的选型

    过温保护器件主要有热敏电阻、温度开关和温度熔断器等。在电源设计中经常使用NTC热敏电阻型浪涌抑制器作过温保护,因为其抑制浪涌电流的能力与普通电阻相当,但在电阻上的功耗则可降低几十到上百倍。

    NTC热敏电阻,即负温度系数热敏电阻,其特性是电阻值随着温度的升高而呈非线性的下降。NTC热敏电阻的选型要考虑以下几个要点:

    1)最大额定电压和滤波电容值
    滤波电容的大小决定了应该选用多大尺寸的NTC。对于某个尺寸的NTC热敏电阻来说,允许接入的滤波电容的大小是有严格要求的,这个值也与最大额定电压有关。在电源应用中,开机浪涌是因为电容充电产生的,因此通常用给定电压值下的允许接入的电容量来评估NTC热敏电阻承受浪涌电流的能力。简单来说,就是输入电压越大,允许接入的最大电容值就越小,反之亦然。NTC热敏电阻产品的规范一般定义了在220Vac下允许接入的最大电容值。

    2)产品允许的最大启动电流值和长期加载在NTC热敏电阻上的工作电流
    电子产品允许的最大启动电流值决定了NTC热敏电阻的阻值。产品正常工作时,长期加载在NTC热敏电阻上的电流应不大于规格书规定的电流。
    原创文章:"http://www.cntronics.com/public/art/artinfo/id/80015099?page=2"
    【请保留版权,谢谢!】文章出自电子元件技术网。

    展开全文
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    中北大学朔州校区 电力电子技术 课 程 设 计 说 明 书 专 业: 电气工程及其自动化 题 目: 三相桥式全控整流电路的设计与仿真(阻感负载) 指导教师: 牛慧芳 组长姓名: 李昂 学号 1227034136 组员姓名: 学号 组员姓名: 范铮 学号 1227034138 组员姓名: 崔少东 学号 1227034139 组员姓名: 王新嘉 学号 1227034129 组员姓名: 张艺 学号 1227034144 组员姓名: 于亮 学号 1227034153 2015 年 1月 14 日 1. 概述1 1.1 设计目的1 1.2 设计目标及设计要求1 1.3 设计进度1 1.4 分工2 2. 系统方案及主电路设计2 2.1方案的选择2 2.2 系统流程框图2 2.3 主电路设计3 3.控制、驱动电路设计6 3.1触发电路简介6 3.2触发电力设计要求7 3.3过电压保护8 3.4过电流保护10 4.系统MATLAB仿真12 4.1MATLAB软件介绍12 4.2系统建模与参数设置12 4.3系统仿真结果及分析19 5.设计体会19 6.参考文献20 1. 概述 1.1 设计目的 三相桥式全控整流电路在现代电力电子技术中具有很重要的作用和很广泛的应用。这里结合全控整流电路理论基础,采用Matlab的仿真工具Simulink对三相桥式全控整流电路进行仿真,对输出参数进行仿真及验证,进一步了解三相桥式全控整流电路的工作原理。 1.2 设计目标及要求设计要求 2.1设计任务 设计一个三相可控整流电路使其输入电压: (1)三相交流380伏 、频率为50赫兹、 (2)输出功率2KW、负载为阻感性负载。 (3)移相范围:0°~ 90° 2.2 设计要求 (1)设计出总体结构框图,以说明本课题由哪些相对独立的部分组成,并以文字对原理作辅助说明; (2)设计各个部分的电路图,并加上原理说明; (3)MATLAB仿真实验。 1.3 设计进度 (1) 1月14日—1月15日对实验进行理论分析、论证; (2) 1月15日—1月16日进行主电路、触发电路、保护电路的设计及理论分析; (3) 1月19日—1月21日用MATLAB软件对实验进行建模仿真并对仿真结果进行分析; (4) 1月22日—1月23日对本次实验进行分析总结,分享实验心得体会。 1.4 分工 (1)系统方案选择及主电路设计:范铮、张艺; (2)控制、驱动电路设计:崔少东、于亮; (3)系统MATLAB仿真:家登辉、李昂、王新嘉。 2. 系统方案及主电路设计 2.1 方案的选择 三相桥式全控整流电路系统通过变压器与电网连接,经过变压器的耦合,晶闸管主电路得到一个合适的输入电压,使晶闸管在较大的功率因数下运行。变流主电路和电网之间用变压器隔离,还可以抑制由变流器进入电网的谐波成分。保护电路采用RC过电压抑制电路进行过电压保护,利用快速熔断器进行过电流保护。采用锯齿波同步KJ004集成触发电路,利用一个同步变压器对触发电路定相,保证触发电路和主电路频率一致,触发晶闸管,使三相全控桥将交流整流成直流,带动直流电动机运转。 结构框图如图1-1所示。整个设计主要分为主电路、触发电路、保护电路三个部分。框图中没有表明保护电路。当接通电源时,三相桥式全控整流电路主电路通电,同时通过同步电路连接的集成触发电路也通电工作,形成触发脉冲,使主电路中晶闸管触发导通工作,经过整流后的直流电通给直流电动机,使之工作。 2.2 系统流程框图 电源 三相桥式全控整流电路 直流电动机 同步电路 集成触发器 触发信号 触发模块 图1-1 三相桥式全控整流电路结构图 2.3 主电路设计 图2-1 主电路原理图 2.3.1 主电路原理分析 晶闸管按从1至6的顺序导通,为此将晶闸管按图示的顺序编号,即共阴极组中与a、b、c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT1、VT3、VT5, 共阳极组中与a、b、c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT4、VT6、VT2。编号如图示,晶闸管的导通顺序为 VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6。 2.3.2 三相全桥工作特点 其工作特点是任何时刻都有不同组别的两只晶闸管同时导通,构成电流通路,因此为保证电路启动或电流断续后能正常导通,必须对不同组别应到导通的一对晶闸管同时加触发脉冲,所以触发脉冲的宽度应大于π/3的宽脉冲。宽脉冲触发要求触发功率大,易使脉冲变压器饱和,所以可以采用脉冲列代替双窄脉冲;每隔π/3换相一次,换相过程在共阴极组和共阳极组轮流进行,但只在同一组别中换相。接线图中晶闸管的编号方法使每个周期内6个管子的组合导通顺序是VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6;共阴极组T1,T3,T5的脉冲依次相差2π/3;同一相的上下两个桥臂,即VT1和VT4,VT3和VT6,VT5和VT2的脉冲相差π,给分析带来了方便;当α=O时,输出电压一周期内的波形是6个线电压的包络线。所以输出脉动直流电压频率是电源频率的6倍,比三相半波电路高l倍,脉动减小,而且每次脉动的波形都一样,故该电路又可称为6脉动整流电路。同理,三相半波整流电路称为3脉动整流电路。α>0时,的波形出现缺口,随着α角的增大,缺口增大,输出电压平均值降低。当α=2π/3时,输出电压为零,所以电阻性负载时,α的移相范围是O~2π/3;当O≤α≤π/3时,电流连续,每个晶闸管导通2π/3;当π/3≤α≤2π/3时,电流断续,各晶闸管导通小于2π/3。当α=π/3是电阻性负载电流连续和断续的分界点。 2.3.3 阻感负载时的波形分析 三相桥式全控整流电路大多用于向阻感负载和反电动势阻感负载供电(即用于直流电机传动),下面主要分析阻感负载时的情况,因为带反电动势阻感负载的情况,与带阻感负载的情况基本相同。 当α≤60度时,波形连续,电路的工作情况与带电阻负载时十分相似,各晶闸管的通断情况、输出整流电压波形、晶闸管承受的电压波形等都一样。区别在于负载不同时,同样的整流输出电压加到负载上,得到的负载电流 id 波形不同,电阻负载时 波形与 id 的波形形状一样。而阻感负载时,由于电感的作用,使得负载电流波形变得平直,当电感足够大的时候,负载电流的波形可近似为一条水平线。图2-2和图2-3分别给出了三相桥式全控整流电路带阻感负载α=0度和α=30度的波形。 图2-2中除给出波形和id波形外,还给出了晶闸管VT1电流 iVT1 的波形,可与带电阻负载时的情况进行比较。由波形图可见,在晶闸管VT1导通段,iVT1波形由负载电流 id 波形决定,和波

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  • 输入保护电路

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    交流输入回路包括输入保护电路和EMC抑制电路等。输入保护电路是对交流输入回路中的过流、过压保护以及限流作用;EMC抑制电路有两方面的作用:一是抑制外部干扰信号通过电网进入电源系统;二是抑制电源内部产生的干扰信号进入电网,避免对其它电器设备及显示器和微机本身的干扰。

      电源的输入保护电路
      输入保护电路由保险丝、反极性保护二级管、输入电容、瞬态抑制二极管等组成,常用的输入保护电路如图1所示。

     

    image:bk065151j-1.jpg

      (1)保险丝

      模块输入端的保险丝提供安全保护,一般保险丝规格可选取1.5~2倍的额定输入电流,如果模块的输入电压范围相当宽,保险丝应该选择2倍的最大输入电流。

      是否选择一个快速熔断的保险丝取决于具体的应用。一般情况下一个普通的保险丝能提供足够的保护,模块内部可以处理短路时的一些瞬态错误,但在热备份的应用中,推荐使用快速保险丝,以防失效的模块将输入母线短路。

      (2)输入电容

      在模块的输入端应加装一只电解电容,这个电容有两个作用:

      ①吸收模块输入端的电压尖峰

      ②在输入母线上出现电压瞬态时(因短路或意外导致的电压瞬间跌落),给模块提供一定时间的维持电压。选择电容时,除考虑脉动电流和电压外,应该选择低等效串联电阻(ESR)的电容。

      (3)输入瞬态过压保护

      输入瞬间过压保护可加装一支瞬态抑制二极管或瞬态吸收器(压敏电阻),用于抑制一次电源产生的高压尖峰,以保护输入端的安全可靠。这只二极管或压敏电阻应放在电解电容前面。对于较大能量的瞬态电压有必要接一个LC滤波器(L1和C1)。LC滤波器对瞬态能量有积分作用,而瞬态抑制二极管能削减尖峰电压。L2为共模滤波电感,滤除输入端的共模噪声。瞬态保护在低压时选用二极管,高压时选用压敏电阻。

      (4)反极性保护

      为了防止模块在输入线接错时,模块承受反向电压,在输入端安装一只二极管,这只二极管可串联或并联在输入回路(图中虚线所示位置)。如果使用瞬态抑制二极管作为瞬态过压保护,则省略串联的二极管,同样可起到反极性保护的作用。

      (5)Y电容器

      推荐安装Y电容,以降低共模噪音,Y电容的中心接模块外壳并与系统保护地相连。

      模块电源的输入保护电路
      一般模块电源产品都有内置滤波器,能满足一般电源应用的要求。如果需要更高要求的电源系统,应增加输入滤波网络。可以采用LC或π型网络,但应注意尽量选择较小的电感和较大的电容。

      为了防止输入电源瞬态高压损坏模块电源,建议用户在输入端接瞬态吸收二极管并配合保险丝使用,以确保模块在安全的输入电压范围之内。为了降低共模噪声,可以增加Y(Cy)电容,一般选择几nf高频电容。R为保险丝,D1为保护二极管,D2为瞬态吸收二极管(P6KE系列)。

      开关电源的保护电路
      (1) 基本保护电路

     

    image:bk065151j-2.jpg

      FU为保险丝,用作开关电源的过电流保护。

      RV1~RV3均为氧化锌压敏电阻,主要用来抑制瞬态过电压,即我们在开关电源设计中所说防雷击的要求。

      NTC是负温系数的热敏电阻,用来抑制接通电源瞬间的浪涌电流冲击。一般来说,它只用于300W以下的电源。对于功率等级较高的,多采用电阻限流法、电感限流法等。

      电阻限流法:将NTC元件换成电阻,另通过继电器接点来短电阻。如图3所示,还有许多与此相关或相似的电路。

     

    image:bk065151j-3.jpg

      (2) 输入过压保护

     

    image:bk065151j-4.jpg

      Vin:为略大于最高输入电压。如AC/DC则滤波电容后取

      Vin×R2/(R1+R2)≥0.7V

      C1:取104J63或小容量铝电解电容,目的是防止外界干扰误动作

      Vref:为芯片的基准脚。如3842的8pin

      Q1:为NPN的达令顿管即可。如2N4401

      (3) 输入欠压保护

     

    image:bk065151j-5.jpg

     

      此电路仅相当于一个反向器电路

      Vin:为略低于最低输入电压。如AC/DC则滤波电容后取

      Vin×R3/(R1+R2+R3)≤0.7V

      R4:<<Q1的判断时的阻值

      Vref:为芯片的基准脚。如3842的8pin

      Q1、Q2:为NPN的达令顿管即可。如2N4401

      注:采用运放来做亦可,但原理相通。如有机会将多列出此类电路。

      集成运放器件的输入保护电路
      当输入的差模电压或共模电压超过规定值时,会造成内部输入级工作不正常,甚至损坏输入级。可采取  图6所示利用二极管D1、D2和电阻R1构成的双向限幅电路来进行输入保护。

     

    image:bk065151j-6.jpg

     

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交流过流保护电路图