❶ 常见的电路保护
鉴于电源电路存在一些不稳定因素,而设计用来防止此类不稳定因素影响电路效果的回路称作保护电路。在各类电子产品中,保护电路比比皆是,例如:过流保护、过压保护、过热保护、空载保护、短路保护等等,本文就整理了一些常见的保护电路。
电机过热保护电路
生产中所用的自动车床、电热烘箱、球磨机等连续运转的机电设备,以及其它无人值守的设备, 因为电机过热或温控器失灵造成的事故时有发生,需要采取相应的保安措施。PTC热敏电阻过热保护电路能够方便、有效地预防上述事故的发生 。
下图是以电机过热保护为例,由PTC热敏电阻和施密特电路构成的控制电路。图中,RT1、RT2、RT3为三只特性一致的阶跃型PTC热敏电阻器,它们分别埋设在电机定子的绕组里。 正常情况下,PTC热敏电阻器处于常温状态,它们的总电阻值小于1KΩ。此时,V1截止,V2导通,继电器K得电吸合常开触点,电机由市电供电运转。
当电机因故障局部过热时,只要有一只PTC热敏电阻受热超过预设温度时,其阻值就会超过10KΩ以上。 于是V1导通、V2截止,VD2显示红色报警,K失电释放,电机停止运转,达到保护目的。
PTC热敏电阻的选型取决于电机的绝缘等级。通常按比电机绝缘等级相对应的极限温度低40℃左右的范围选择PTC热敏电阻的居里温度。例如,对于B1级绝缘的电机,其极限温度为130℃,应当选居里温度90℃的PTC热敏电阻。
逆变电源中的保护电路
逆变器经常需要进行电流转换,如果电路中的电流超出限定范围,将对电路和关键器件造成很大伤害,因此保护电路在逆变电源中就显得尤为重要。
防反接保护电路
如果逆变器没有防反接电路,在输入电池接反的情况下往往会造成灾难性的后果,轻则烧毁保险丝,重则烧毁大部分电路。在逆变器中防反接保护电路主要有三种:反并肖特基二极管组成的防反接保护电路,如下图所示。
由图可以看出,当电池接反时,肖特基二极管D导通,F被烧毁。如果后面是推挽结构的主变换电路,两推挽开关MOS管的寄生二极管的也相当于和D并联,但压降比肖特基大得多,耐瞬间电流的冲击能力也低于肖特基二极管D,这样就避免了大电流通过MOS管的寄生二极管,从而保护了两推挽开关MOS管。
这种防反接保护电路结构简单,不会影响效率,但保护后会烧毁保险丝F,需要重新更换才能恢复正常工作。
采用继电器的防反接保护电路,基本电路如下:
由图中可以看出,如果电池接反,D反偏,继电器K的线圈没有电流通过,触点不能吸合,逆变器供电被切断。这种防反接保护电路效果比较好,不会烧毁保险丝F,但体积比较大,继电器的触点的寿命有限。
采用MOS管的防反接保护电路,基本电路如下所示:
图中D为防反接MOS的寄生二极管,便于分析原理画出来了。当电池极性未接反时,D正偏导通,Q的GS极由电池正极经过F、R1、D回到电池负极得到正偏而导通。Q导通后的压降比D的压降小得多,所以Q导通后会使D得不到足够的正向电压而截至;
当电池极性接反时,D会由于反偏而截至,Q也会由于GS反偏而截至,逆变器不能启动。这种防反接保护电路由于没有采用机械触点开关而具有比较长的使用寿命,也不会像反并肖特基二极管组成的防反接保护电路那样烧毁保险丝F.因而得到广泛应用,缺点是MOS导通时具有一定的损耗。足够畅通无阻地通过比较大的电流还保持比较低的损耗。
电池欠压保护
为了防止电池过度放电而损坏电池,我们需要让电池在电压放电到一定电压的时候逆变器停止工作,需要指出的一点是,电池欠压保护太灵敏的话会在启动冲击性负载时保护。这样逆变器就难以起动这类负载了,尤其在电池电量不是很充足的情况下。请看下面的电池欠压保护电路。
可以看出这个电路由于加入了D1、C1能够使电池取样电压快速建立,延时保护。
锂电池充电保护电路
锂电池过充,过放电都会影响电池的寿命。在设计时,要注意锂电池的充电电压,充电电流。然后选取合适的充电芯片。注意要防止锂电池的过充,过放,短路保护等问题。同时,设计完成后要经过大量的测试。
锂电池充电电路的设计
这里选择了芯片TP4056为例子。根据所接电阻不同可以控制充电最大电流。可以设计充电指示灯,可以设计充电温度即多少到多少度之间进行充电。
充电保护电路
选择芯片DW01 和GTT8205的组合,可以做到短路保护,过充过放电的保护。
❷ 限流保护电路
这个问题抄主要要着重理解P3的be极电压关系:
1)在常态,R的阻值很小,一般在1欧以下,工作时,输出电流在它上面的压降较小,只要R1和R2分压在P3基极的电压大于0.65V,P3就会导通,就有输出电流。
2)当输出电流增大时,R上的压降也会增大,它将影响到R1+R2的电压,也就是影响到基极的电压,这个电压对于P3是向着be降低的方向(也就是减小P3电流的方向)
3)当输出电流大于额定值,这时R上的电压,通过R1+R2送到基极,足以影响到P3的输出电流,这时就将输出电流限制在一定的大小,不再增大,从而对电路起到了保护作用。
这个R,我们一般称呼取样电阻,就象一个电流表接在这里,电流在额定电流以下时,它不起作用,电路正常工作。
当到额定电流时,它上面的电压就(通过R1+R2的分压)去降低调整管P3的基极电压,去控制输出电流。
❸ 用三极管设计保护电路
图不完整。估计555是多谐振荡电路。
Q2Q3是驱动三极管,驱动场效应管输出,一旦输出负载过中,场效应管Id电流过大,势必造成R8电阻电位上升,Q4三极管导通,使得555复位停止振荡输出。
❹ 过压保护 过流保护电路如何设计
你的设计项目说得不太清楚,如果只是在输入380v上加过流过压保护,用保险丝和压敏电阻就可以了,如果是输出上要有过流过压保护你就要把输出的条件也说清楚了
❺ 什么是电源保护电路设计
考虑电源电路产生的一些不稳定因素 比如有过流保护 过压保护 过热保护 空载保护 短路保护等,通过一系列采样电路,比较电路,控制电路等,抑制电源电路产生的各种不稳定因素,或者直接使电源停止工作,保护电源和用电器。
❻ 说明所设计电路中包含哪些保护
真的,电路中都是含有漏电保护器的,如果有某一部分电路出现了问题,漏电保护器会自动断开
❼ 如何实现电路保护设计中的ESD保护
对于电子产品而言,保护电路是为了防止电路中的关键敏感型器件受到过流、过压、过热等冲击的损害。保护电路的优劣对电子产品的质量和寿命至关重要。随着消费类电子产品需求的持续增长,更要求有强固的静电放电(ESD)保护,同时还要减少不必要的电磁干扰(EMI)/射频干扰(RFI)噪声。此外,消费者希望最新款的消费电子产品可以用小尺寸设备满足越来越高的下载和带宽能力。随着设备的越来越小和融入性能的不断增加,ESD以及许多情况下的EMI/RFI抑制已无法涵盖在驱动所需接口的新一代IC当中。 另外,先进的系统级芯片(SoC)设计都是采用几何尺寸很小的工艺制造的。为了优化功能和芯片尺寸,IC设计人员一直在不断减少其设计的功能的最小尺寸。IC尺寸的缩小导致器件更容易受到ESD电压的损害。过去,设计人员只要选择符合IEC61000-4-2规范的一个保护产品就足够了。因此,大多数保护产品的数据表只包括符合评级要求。由于集成电路变得越来越敏感,较新的设计都有保护元件来满足标准评级,但ESD冲击仍会形成过高的电压,有可能损坏IC。因此,设计人员必须选择一个或几个保护产品,不仅要符合ESD脉冲要求,而且也可以将ESD冲击钳位到足够低的电压,以确保IC得到保护。图1:美国静电放电协会(ESDA)的ESD保护要求先进技术实现强大ESD保护安森美半导体的ESD钳位性能备受业界推崇,钳位性能可从几种方法观察和量化。使用几个标准工具即可测量独立ESD保护器件或集成器件的ESD钳位能力,包括ESD保护功能。第一个工具是ESD IEC61000-4-2 ESD脉冲响应截图,显示的是随时间推移的钳位电压响应,可以看出ESD事件中下游器件的情形。图2:ESD钳钳位截图除了ESD钳位屏幕截图,另一种方法是测量传输线路脉冲(TLP)来评估ESD钳位性能。由于ESD事件是一个很短的瞬态脉冲,TLP可以测量电流与电压(I-V)数据,其中每个数据点都是从短方脉冲获得的。TLP I-V曲线和参数可以用来比较不同TVS器件的属性,也可用于预测电路的ESD钳位性能。图3:典型TLP I-V曲线图安森美半导体提供的高速接口ESD保护保护器件阵容有两种类型。第一类最容易实现,被称为传统设计保护。在这种类型设计中,信号线在器件下运行。这些器件通常是电容最低的产品。另一类是采用PicoGuard XS技术的产品。这种类型设计使用阻抗匹配(Impedance Matched)电路,可保证100 Ω的阻抗,相当于电容为零。这类设计无需并联电感,有助于最大限度地减少封装引起的ESD电压尖峰。图4:传统方法与PicoGuard XS设计方法的对比安森美半导体的保护和滤波解决方案均基于传统硅芯片工艺技术。相比之下,其它类型的低成本无源解决方案使用的是陶瓷、铁氧体和多层压敏电阻(MLV)组合的材料。这类器件通常ESD钳位性能较差。在某些情况下,传递给下游器件的能量可能比安森美半导体解决方案低一个量级。一些采用旧有技术的产品甚至可能在小量ESD冲击后出现劣化并变得更糟。由于其材料性质,一些无源器件往往表现出温度的不一致性,从而降低了终端系统在标准消费温度和环境温度范围内运行的可靠性。1