【导读】开关电源的作用越来越重要,为使电源在突发故障情况下安全可靠地工作,需要加入各种保护电路,本文设计的一种基于LM339电压比较器来完成开关电源的过、欠压及过热保护电路,不仅使保护电路更加简单,同时大大降低了成本。
随着科学技术的发展,电力电子设备与们的工作、生活的关系日益密切,而电子设备都离不开可靠的电源,因此开关电源开始发挥着越来越重要的作用。同时随着许多高新技术的发展,开关电源技术在不断地创新??氐缭吹纳杓埔园踩浴⒖煽啃晕滓?,在各种指标满足正常使用要求的条件下,为使电源在突发故障情况下安全可靠地工作,需要加入各种保护电路,保护开关电源本身不致因过、欠压而损坏。?;さ缏肥欠窨煽?,与开关电源的安全运行至关重要。
本文通过对单结晶体管与晶闸管组合构成的电压?;さ缏饭钩傻牡缪贡;さ缏饭ぷ髟淼姆治觯岢鲆恢掷肔M339电压比较器来完成开关电源的过、欠压及过热保护电路,使得?;さ缏犯蛹虻ィ杀敬蟠蠼档?。
单结晶体管和晶闸管过、欠压?;?br />
单结晶体管和晶闸管过、欠压?;さ缏肥窃诳氐缭吹氖淙攵瞬⒘痪д⒐埽笨氐缭吹牡缪鼓持衷虿?、欠压时,通过检测放大电路对晶闸管提供信号,使得晶闸管导通而使断路器跳闸,达到保护的目的。此保护电路适用于小功率场合的电源,而且当输入电压欠压时,由于电容C上的电压不能突变,其上仍有欠压时的充电电压,还会保持导通,且含有体积大,响应时间长,价格贵的大功率继电器或断路器。
基于LM339比较器的过压、欠压和过热综合?;?br />
除了电子元器件自身特性之外,温度也是影响开关电源可靠性的重要因素之一。电源设备可靠性设计技术统计资料表明,电子元器件温度每升高2℃,可靠性下降10%;温升50℃时的寿命只有温升25℃时的1/6。为了避免开关电源的元器件因过热造成损坏,在开关电源中设置过热?;さ缏芬彩潜匾?。

图1:过压、欠压、过热?;さ缏?/div>
图1电路是利用一个四比较器LM339与几个分立电子元器件构成的过压、欠压、过热?;さ缏?。
开关电源?;さ缏饭ぷ髟?br />
输入电压可以由交流电源整流滤波后取得,它表明的是输入开关电源电压的变化。调整Rp2可以调节过压、欠压动作的电压阈值。N1欠为压比较器,当输入电平(Vc《Va)时,比较器输出低电平封锁驱动信号。N2为过压比较器,当输入高电平(Vc》Vb)时,比较器输出的也是低电平,因而驱动信号也被封锁。当对比的信号电压Vc位于门限电压之间(Va《Vc《Vb)时,输出高电平,开关电源正常工作。
窗口电压:ΔV=Vb-Va
此电压是用来判断输入信号电压是否位于设定的动作电压阈值之间。器件R5,C、D组成延时电路,防止在通电瞬间,冲击电压过高,开关电源还未工作,而造成而过压误?;?,致使开关电源无法启动。N3为过热比较器,N3的反相输入加一个固定的参考电压,它的阻值取决于R3。同相端的电压就等于Rt的电压降(Rt为负温度系数的热敏电阻),Rt与R7串联构成分压器,适当选取R7的阻值,使N3在可靠的温度阈值动作。当温度高于温度阈值时,Rt阻值下降,N3的“+”端电压小于“-”端电压,N3反转,输出为低电平。比较器输出低电平封锁驱动信号;N4用于外部故障应急关机,当其正向端输入低电平时,比较器输出低电平封锁驱动信号。由于四个比较器的输出端是并联的,无论是过压、欠压还是过热任何一种故障发生,比较器输出低电平,封锁信号输出,使电源停止工作,实现开关电源的?;ぁ?br />
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此电压是用来判断输入信号电压是否位于设定的动作电压阈值之间。器件R5,C、D组成延时电路,防止在通电瞬间,冲击电压过高,开关电源还未工作,而造成而过压误?;?,致使开关电源无法启动。N3为过热比较器,N3的反相输入加一个固定的参考电压,它的阻值取决于R3。同相端的电压就等于Rt的电压降(Rt为负温度系数的热敏电阻),Rt与R7串联构成分压器,适当选取R7的阻值,使N3在可靠的温度阈值动作。当温度高于温度阈值时,Rt阻值下降,N3的“+”端电压小于“-”端电压,N3反转,输出为低电平。比较器输出低电平封锁驱动信号;N4用于外部故障应急关机,当其正向端输入低电平时,比较器输出低电平封锁驱动信号。由于四个比较器的输出端是并联的,无论是过压、欠压还是过热任何一种故障发生,比较器输出低电平,封锁信号输出,使电源停止工作,实现开关电源的?;ぁ?br />
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