❶ 常見的電路保護
鑒於電源電路存在一些不穩定因素,而設計用來防止此類不穩定因素影響電路效果的迴路稱作保護電路。在各類電子產品中,保護電路比比皆是,例如:過流保護、過壓保護、過熱保護、空載保護、短路保護等等,本文就整理了一些常見的保護電路。
電機過熱保護電路
生產中所用的自動車床、電熱烘箱、球磨機等連續運轉的機電設備,以及其它無人值守的設備, 因為電機過熱或溫控器失靈造成的事故時有發生,需要採取相應的保安措施。PTC熱敏電阻過熱保護電路能夠方便、有效地預防上述事故的發生 。
下圖是以電機過熱保護為例,由PTC熱敏電阻和施密特電路構成的控制電路。圖中,RT1、RT2、RT3為三隻特性一致的階躍型PTC熱敏電阻器,它們分別埋設在電機定子的繞組里。 正常情況下,PTC熱敏電阻器處於常溫狀態,它們的總電阻值小於1KΩ。此時,V1截止,V2導通,繼電器K得電吸合常開觸點,電機由市電供電運轉。
當電機因故障局部過熱時,只要有一隻PTC熱敏電阻受熱超過預設溫度時,其阻值就會超過10KΩ以上。 於是V1導通、V2截止,VD2顯示紅色報警,K失電釋放,電機停止運轉,達到保護目的。
PTC熱敏電阻的選型取決於電機的絕緣等級。通常按比電機絕緣等級相對應的極限溫度低40℃左右的范圍選擇PTC熱敏電阻的居里溫度。例如,對於B1級絕緣的電機,其極限溫度為130℃,應當選居里溫度90℃的PTC熱敏電阻。
逆變電源中的保護電路
逆變器經常需要進行電流轉換,如果電路中的電流超出限定范圍,將對電路和關鍵器件造成很大傷害,因此保護電路在逆變電源中就顯得尤為重要。
防反接保護電路
如果逆變器沒有防反接電路,在輸入電池接反的情況下往往會造成災難性的後果,輕則燒毀保險絲,重則燒毀大部分電路。在逆變器中防反接保護電路主要有三種:反並肖特基二極體組成的防反接保護電路,如下圖所示。
由圖可以看出,當電池接反時,肖特基二極體D導通,F被燒毀。如果後面是推挽結構的主變換電路,兩推挽開關MOS管的寄生二極體的也相當於和D並聯,但壓降比肖特基大得多,耐瞬間電流的沖擊能力也低於肖特基二極體D,這樣就避免了大電流通過MOS管的寄生二極體,從而保護了兩推挽開關MOS管。
這種防反接保護電路結構簡單,不會影響效率,但保護後會燒毀保險絲F,需要重新更換才能恢復正常工作。
採用繼電器的防反接保護電路,基本電路如下:
由圖中可以看出,如果電池接反,D反偏,繼電器K的線圈沒有電流通過,觸點不能吸合,逆變器供電被切斷。這種防反接保護電路效果比較好,不會燒毀保險絲F,但體積比較大,繼電器的觸點的壽命有限。
採用MOS管的防反接保護電路,基本電路如下所示:
圖中D為防反接MOS的寄生二極體,便於分析原理畫出來了。當電池極性未接反時,D正偏導通,Q的GS極由電池正極經過F、R1、D回到電池負極得到正偏而導通。Q導通後的壓降比D的壓降小得多,所以Q導通後會使D得不到足夠的正向電壓而截至;
當電池極性接反時,D會由於反偏而截至,Q也會由於GS反偏而截至,逆變器不能啟動。這種防反接保護電路由於沒有採用機械觸點開關而具有比較長的使用壽命,也不會像反並肖特基二極體組成的防反接保護電路那樣燒毀保險絲F.因而得到廣泛應用,缺點是MOS導通時具有一定的損耗。足夠暢通無阻地通過比較大的電流還保持比較低的損耗。
電池欠壓保護
為了防止電池過度放電而損壞電池,我們需要讓電池在電壓放電到一定電壓的時候逆變器停止工作,需要指出的一點是,電池欠壓保護太靈敏的話會在啟動沖擊性負載時保護。這樣逆變器就難以起動這類負載了,尤其在電池電量不是很充足的情況下。請看下面的電池欠壓保護電路。
可以看出這個電路由於加入了D1、C1能夠使電池取樣電壓快速建立,延時保護。
鋰電池充電保護電路
鋰電池過充,過放電都會影響電池的壽命。在設計時,要注意鋰電池的充電電壓,充電電流。然後選取合適的充電晶元。注意要防止鋰電池的過充,過放,短路保護等問題。同時,設計完成後要經過大量的測試。
鋰電池充電電路的設計
這里選擇了晶元TP4056為例子。根據所接電阻不同可以控制充電最大電流。可以設計充電指示燈,可以設計充電溫度即多少到多少度之間進行充電。
充電保護電路
選擇晶元DW01 和GTT8205的組合,可以做到短路保護,過充過放電的保護。
❷ 限流保護電路
這個問題抄主要要著重理解P3的be極電壓關系:
1)在常態,R的阻值很小,一般在1歐以下,工作時,輸出電流在它上面的壓降較小,只要R1和R2分壓在P3基極的電壓大於0.65V,P3就會導通,就有輸出電流。
2)當輸出電流增大時,R上的壓降也會增大,它將影響到R1+R2的電壓,也就是影響到基極的電壓,這個電壓對於P3是向著be降低的方向(也就是減小P3電流的方向)
3)當輸出電流大於額定值,這時R上的電壓,通過R1+R2送到基極,足以影響到P3的輸出電流,這時就將輸出電流限制在一定的大小,不再增大,從而對電路起到了保護作用。
這個R,我們一般稱呼取樣電阻,就象一個電流表接在這里,電流在額定電流以下時,它不起作用,電路正常工作。
當到額定電流時,它上面的電壓就(通過R1+R2的分壓)去降低調整管P3的基極電壓,去控制輸出電流。
❸ 用三極體設計保護電路
圖不完整。估計555是多諧振盪電路。
Q2Q3是驅動三極體,驅動場效應管輸出,一旦輸出負載過中,場效應管Id電流過大,勢必造成R8電阻電位上升,Q4三極體導通,使得555復位停止振盪輸出。
❹ 過壓保護 過流保護電路如何設計
你的設計項目說得不太清楚,如果只是在輸入380v上加過流過壓保護,用保險絲和壓敏電阻就可以了,如果是輸出上要有過流過壓保護你就要把輸出的條件也說清楚了
❺ 什麼是電源保護電路設計
考慮電源電路產生的一些不穩定因素 比如有過流保護 過壓保護 過熱保護 空載保護 短路保護等,通過一系列采樣電路,比較電路,控制電路等,抑制電源電路產生的各種不穩定因素,或者直接使電源停止工作,保護電源和用電器。
❻ 說明所設計電路中包含哪些保護
真的,電路中都是含有漏電保護器的,如果有某一部分電路出現了問題,漏電保護器會自動斷開
❼ 如何實現電路保護設計中的ESD保護
對於電子產品而言,保護電路是為了防止電路中的關鍵敏感型器件受到過流、過壓、過熱等沖擊的損害。保護電路的優劣對電子產品的質量和壽命至關重要。隨著消費類電子產品需求的持續增長,更要求有強固的靜電放電(ESD)保護,同時還要減少不必要的電磁干擾(EMI)/射頻干擾(RFI)雜訊。此外,消費者希望最新款的消費電子產品可以用小尺寸設備滿足越來越高的下載和帶寬能力。隨著設備的越來越小和融入性能的不斷增加,ESD以及許多情況下的EMI/RFI抑制已無法涵蓋在驅動所需介面的新一代IC當中。 另外,先進的系統級晶元(SoC)設計都是採用幾何尺寸很小的工藝製造的。為了優化功能和晶元尺寸,IC設計人員一直在不斷減少其設計的功能的最小尺寸。IC尺寸的縮小導致器件更容易受到ESD電壓的損害。過去,設計人員只要選擇符合IEC61000-4-2規范的一個保護產品就足夠了。因此,大多數保護產品的數據表只包括符合評級要求。由於集成電路變得越來越敏感,較新的設計都有保護元件來滿足標准評級,但ESD沖擊仍會形成過高的電壓,有可能損壞IC。因此,設計人員必須選擇一個或幾個保護產品,不僅要符合ESD脈沖要求,而且也可以將ESD沖擊鉗位到足夠低的電壓,以確保IC得到保護。圖1:美國靜電放電協會(ESDA)的ESD保護要求先進技術實現強大ESD保護安森美半導體的ESD鉗位性能備受業界推崇,鉗位性能可從幾種方法觀察和量化。使用幾個標准工具即可測量獨立ESD保護器件或集成器件的ESD鉗位能力,包括ESD保護功能。第一個工具是ESD IEC61000-4-2 ESD脈沖響應截圖,顯示的是隨時間推移的鉗位電壓響應,可以看出ESD事件中下游器件的情形。圖2:ESD鉗鉗位截圖除了ESD鉗位屏幕截圖,另一種方法是測量傳輸線路脈沖(TLP)來評估ESD鉗位性能。由於ESD事件是一個很短的瞬態脈沖,TLP可以測量電流與電壓(I-V)數據,其中每個數據點都是從短方脈沖獲得的。TLP I-V曲線和參數可以用來比較不同TVS器件的屬性,也可用於預測電路的ESD鉗位性能。圖3:典型TLP I-V曲線圖安森美半導體提供的高速介面ESD保護保護器件陣容有兩種類型。第一類最容易實現,被稱為傳統設計保護。在這種類型設計中,信號線在器件下運行。這些器件通常是電容最低的產品。另一類是採用PicoGuard XS技術的產品。這種類型設計使用阻抗匹配(Impedance Matched)電路,可保證100 Ω的阻抗,相當於電容為零。這類設計無需並聯電感,有助於最大限度地減少封裝引起的ESD電壓尖峰。圖4:傳統方法與PicoGuard XS設計方法的對比安森美半導體的保護和濾波解決方案均基於傳統硅晶元工藝技術。相比之下,其它類型的低成本無源解決方案使用的是陶瓷、鐵氧體和多層壓敏電阻(MLV)組合的材料。這類器件通常ESD鉗位性能較差。在某些情況下,傳遞給下游器件的能量可能比安森美半導體解決方案低一個量級。一些採用舊有技術的產品甚至可能在小量ESD沖擊後出現劣化並變得更糟。由於其材料性質,一些無源器件往往表現出溫度的不一致性,從而降低了終端系統在標准消費溫度和環境溫度范圍內運行的可靠性。1