直流開關電源設計中的注重點與解決方法
名稱：萬用表
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簡介：極性保護 直流開關穩壓器的輸入一般都是未穩壓直流電源。由于操作失誤或者意外情況會將其極性接錯,將損壞開關穩壓電源。極性保護的目的,就是使開關穩壓器僅當以正確的極性接上未穩壓直流電源時才能工作。利用單向導通的器件可以實現電源的極性保護。 程序...
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極性保護
直流開關穩壓器的輸入一般都是未穩壓直流電源。由于操作失誤或者意外情況會將其極性接錯,將損壞開關穩壓電源。極性保護的目的,就是使開關穩壓器僅當以正確的極性接上未穩壓直流電源時才能工作。利用單向導通的器件可以實現電源的極性保護。
程序保護
開關穩壓電源的電路比較復雜,基本上可以分為小功率的控制部分和大功率的開關部分。開關晶體管則屬大功率，為保護開關晶體管在開啟或關斷電源時的安全,必須先讓調制器、放大器等小功率的控制電路工作。為此,要保證正確的開機程序。開關穩壓器的輸入端一般接有小電感、大電容的輸入濾波器。在開機瞬間,濾波電容器會流過很大的浪涌電流,這個浪涌電流可以為正常輸入電流的數倍。這樣大的浪涌電流會使普通電源開關的觸點或繼電器的觸點熔化,并使輸入保險絲熔斷。另外,浪涌電流也會損害電容器,使之壽命縮短,過早損壞。為此,開機時應該接入一個限流電阻,通過這個限流電阻來對電容器充電。
過電流保護
當出現負載短路、過載或者控制電路失效等意外情況時,會引起流過穩壓器中開關三極管的電流過大，使管子功耗增大,發熱,若沒有過流保護裝置,大功率開關三極管就有可能損壞。故而在開關穩壓器中過電流保護是常用的。最經濟簡便的方法是用保險絲。由于晶體管的熱容量小,普通保險絲一般不能起到保護作用,常用的是快速熔斷保險絲。這種方法具有保護容易的優點，但是,需要根據具體開關三極管的安全工作區要求來選擇保險絲的規格。這種過流保護措施的缺點是帶來經常更換保險絲的不便。
過電壓保護
開關穩壓器的過電壓保護包括輸入過電壓保護和輸出過電壓保護。開關穩壓器所使用的未穩壓直流電源諸如蓄電池和整流器的電壓如果過高,使開關穩壓器不能正常工作,甚至損壞內部器件,因此,有必要使用輸入過電壓保護電路。
欠電壓保護
輸出電壓低于規定值時，反映了輸入直流電源、開關穩壓器內部或者輸出負載發生了異常。輸入直流電源電壓下降到規定值之下時，會導致開關穩壓器的輸出電壓跌落，輸入電流增大，既危及開關三極管，也危及輸入電源。
正常時，比較器沒有輸出，一旦電壓跌落在允許值之下比較器就翻轉，驅動告警電路;同時反饋到開關穩壓器的控制電路，使開關三極管截止或切斷輸入電源。
過熱保護
開關穩壓器的高集成化和輕量小體積，使其單位體積內的功率密度大大提高，電源裝置內部的元器件對其工作環境溫度的要求也相應提高。否則，會使電路性能變壞，元器件過早失效。因此在大功率開關穩壓器中應該設過熱保護。
以上分別討論了在開關穩壓器中的各種保護方式,并介紹了一些具體實現的方法。對一個給定的開關穩壓電源來說，還應從整機保護方面考慮以下幾點：
1)把開關穩壓器中所應用的開關三極管限制在直流安全工作區域之內工作。
2)把開關穩壓器的輸出限制在所給定的技術指標之內。
3)由以上兩點確定保護方式之后,再根據電源裝置的需要來確定告警措施。
4)電源中加設了保護電路之后會影響系統的可靠性，為此要求保護電路本身的可靠性要高，以提高整個電源系統的可靠性，進而提高電源本身的MTBF。
所以必須全面系統地考慮開關電源各種保護措施，確保開關電源的正常工作和高效率與高可靠性。
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