开关电源常用保护电路-过热、过流、过压以及软启动保护电路

开关电源常用保护电路

-过热、过流、过压以及软启动保护电路

1 引言

随着科学技术的发展,电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切,而电子设备都离不开可靠的电源,因此直流开关电源开始发挥着越来越重要的作用,并相继进入各种电子、电器设备领域,程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了直流开关电源 . 同时随着许多高新技术,包括高频开关技术、软开关技术、功率因数校正技术、同步整流技术、智能化技术、表面安装技术等技术的发展,开关电源技术在不断地创新,这为直流开关电源提供了广泛的发展空间 . 但是由于开关电源中控制电路比较复杂,晶体管和集成器件耐受电、热冲击的能力较差,在使用过程中给用户带来很大不便.为了保护开关电源自身和负载的安全,根据了直流开关电源的原理和特点,设计了过热保护、过电流保护、过电压保护以及软启动保护电路.

2 开关电源的原理及特点

2.1 工作原理

直流开关电源由输入部分、功率转换部分、输出部分、控制部分组成.功率转换部分是开关电源的核心,它对非稳定直流进行高频斩波并完成输出所需要的变换功能.它主要由开关三极管和高频变压器组成.

图 1 画出了直流开关电源的原理图及等效原理框图,它是由全波整流器,开关管V ,激励信号,续流二极管 Vp ,储能电感和滤波电容 C 组成.实际上,直流开关电源的核心部分是一个直流变压器.

2.2 特点

为了适应用户的需求,国内外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型

高智能化的元器件,特别是通过改善二次整流器件的损耗,并在功率铁氧体

( Mn-Zn )材料上加大科技创新,以提高在高频率和较大磁通密度下获得高的磁性能,同时 SMT 技术的应用使得开关电源取得了长足的进展,在电路板两面布置元

器件,以确保开关电源的轻、小、薄.因此直流开关电源的发展趋势是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化.

直流开关电源的缺点是存在较为严重的开关干扰,适应恶劣环境和突发故

障的能力较弱.由于国内微电子技术、阻容器件生产技术以及磁性材料技术与一

些技术先进国家还有一定的差距,因此直流开关电源的制作技术难度大、维修麻

烦和造价成本较高,

3 直流开关电源的保护

基于直流开关电源的特点和实际的电气状况,为使直流开关电源在恶劣环

境及突发故障情况下安全可靠地工作,本文根据不同的情况设计了多种保护电路.

3.1 过电流保护电路

在直流开关电源电路中,为了保护调整管在电路短路、电流增大时不被烧毁.其基本方法是,当输出电流超过某一值时,调整管处于反向偏置状态,从而截止,自动切断电路电流.如图 2 所示,过电流保护电路由三极管 BG2 和分压电阻 R4 、

R5 组成.电路正常工作时,通过 R4 与 R5 的分压作用,使得 BG2 的基极电位比发射极电位低,发射结承受反向电压.于是 BG2 处于截止状态(相当于开路),对稳压电路没有影响.当电路短路时,输出电压为零, BG2 的发射极相当于接地,则BG2 处于饱和导通状态(相当于短路),从而使调整管 BG1 基极和发射极近于短路,而处于截止状态,切断电路电流,从而达到保护目的.

3.2 过电压保护电路

直流开关电源中开关稳压器的过电压保护包括输入过电压保护和输出过电压保护.如果开关稳压器所使用的未稳压直流电源(诸如蓄电池和整流器)的电压如果过高,将导致开关稳压器不能正常工作,甚至损坏内部器件,因此开关电源中有必要使用输入过电压保护电路.图 3 为用晶体管和继电器所组成的保护电路,在该电路中,当输入直流电源的电压高于稳压二极管的击穿电压值时,稳压管击穿,有电流流过电阻 R ,使晶体管 T 导通,继电器动作,常闭接点断开,切断输入.输入电源的极性保护电路可以跟输入过电压保护结合在一起,构成极性保护鉴别与过电压保护电路.

3.3 软启动保护电路

开关稳压电源的电路比较复杂,开关稳压器的输入端一般接有小电感、大电容的输入滤波器.在开机瞬间,滤波电容器会流过很大的浪涌电流,这个浪涌电流可以为正常输入电流的数倍.这样大的浪涌电流会使普通电源开关的触点或继电器的触点熔化,并使输入保险丝熔断.另外,浪涌电流也会损害电容器,使之寿命缩短,过早损坏.为此,开机时应该接入一个限流电阻,通过这个限流电阻来对电容器充电.为了不使该限流电阻消耗过多的功率,以致影响开关稳压器的正常工作,而在开机暂态过程结束后,用一个继电器自动短接它,使直流电源直接对开关稳压器供电,这种电路称之谓直流开关电源的“ 软启动” 电路 .

如图 4 ( a )所示

在电源接通瞬间,输入电压经整流桥( D1 ~ D4 )和限流电阻 R1 对电容器 C 充电,限制浪涌电流.当电容器 C 充电到约 80 %额定电压时,逆变器正常工作.经主变压器辅助绕组产生晶闸管的触发信号,使晶闸管导通并短路限流电阻 R1 ,开关电源处于正常运行状态.为了提高延迟时间的准确性及防止继电器动作抖动振荡,延迟电路可采用图 4 ( b )所示电路替代 RC 延迟电路.

3.4 过热保护电路

直流开关电源中开关稳压器的高集成化和轻量小体积,使其单位体积内的功率密度大大提高,因此如果电源装置内部的元器件对其工作环境温度的要求没有相应提高,必然会使电路性能变坏,元器件过早失效.因此在大功率直流开关电源中应该设过热保护电路.

本文采用温度继电器来检测电源装置内部的温度,当电源装置内部产生过热时,温度继电器就动作,使整机告警电路处于告警状态,实现对电源的过热保护.如图5 ( a )所示,在保护电路中将 P 型控制栅热晶闸管放置在功率开关三极管附近,根据 TT102 的特性(由 Rr 值确定该器件的导通温度, Rr 越大,导通温度越低),当功率管的管壳温度或者装置内部的温度超过允许值时,热晶闸管就导通,使发光二极管发亮告警.倘若配合光电耦合器,就可使整机告警电路动作,保护开关电源.该电路还可以设计成如图 5 ( b )所示,用作功率晶体管的过热保护,晶体开关管的基极电流被 N 型控制栅热晶闸管 TT201 旁路,开关管截止,切断集电极电流,防止过热.

4 小结

文中主要讨论了直流开关电源内部器件的各种保护方式,并介绍了一些具体电路.对一个给定的直流开关电源来说,保护电路是否完善并按预定设置工作,对电源装置的安全性和可靠性至关重要.因为开关电源的保护方案和电路结构具有多样性,所以对具体电源装置而言,应选择合理的保护方案和电路结构.在实际应用中,通常选用几种保护方式加以组合的方式构成完善的保护系统,确保直流开关电源的正常工作.

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一种新颖的过热保护电路的设计

万方数据

６７６方刘禄等：一种新颖的过热保护电路的设计２００９年测试结果如图７所示，其中，温度曲线是通过测试图４中Ⅵ电位折算而来。对于由外界设定的１Ａ输出电流和３．３Ｖ输出电压，系统上电后，芯片温度快速上升；当温度升高到１０５℃附近时，输出电流迅速下降并趋于某值，同时，芯片温度也趋于恒定１０５℃。图５热调节电路的版图Ｆｉｇ．５Ｌａｙｏｕｔｏｆｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｒｅｇｕｌａｔｏｒ —＼．．、。＼ｉ＼ｌ图６热调节环路幅频和相频曲线Ｆｉｇ．６Ｂｏｄｅｐｌｏｔｏｆｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｌｏｏｐ图７芯片温度和输出电流测试曲线 №７Ｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｏｆｃｈｉｐｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｏｕｔｐｕｔｃｕｒｖｅｔ５结论本文通过分析传统过热保护电路的弊端，提出了一种新颖的基于闭环控制的热调节电路；主要分析了热调节电路实现恒温工作的原理及热调节环路的小信号建模。通过测试，验证了提出的热调节电路在芯片需要过热保护时，可以保证芯片在无过热危险的前提下输出功率最大化。参考文献：［１］ＳＺＥＫＥＬＹＶ，ＲＥＮＣＺＭ，ＣＯＵＲＴＯＩＳ１３．ＴｒａｃｉｎｇｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｂｅｈａｖｉｏｒｏｆＩＣｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＤｅｓｉｇｎ＆ＴｅｓｔｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒｓ，１９９８，２（１５）：１４—２１．［２］ＣＨＥＮＧＹＫ，ＫＡＮＧＳＭＦａｓｔｔｈｅｒｍａｌａｎａｌｙｓｉｓｆｏｒＣＭＣｒＳＶＬＳＩＣｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ［Ｃ］／／ＩＥＥＥＣｕｓｔｏｍＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔｓＣＯＣｏＳａｎＤｉｅｇｏ，ＣＡ，ＵＳＡ１９９６：４７９－４８２．［３］ＮＡＧＥＩ。ＭＨ，ＦＯＮＤＥＲＩＥＭＪ，ＭＥＵＥＲＧＣＭ，ｅｔａＬＩｎｔｅｇｒａｔｅｄ１Ｖｔｈｅｒｍａｌｓｈｕｔｄｏｗｎｃｉｒｃｕｉｔ［Ｊ］．ＩＥＥＥＥｌｅｃＬｅｔｔ，１９９２，２８（１０）：９６９－９７０．［４］ＳＡＫＡＭＯＴｆ）Ｋ，ＹＯＳＨＩＤＡＩ，（汀ＡＫＡＳ。ｅｔａＬＰｏｗｅｒＭＯＳＦＥＴｗｉｔｈｈｏｌｄ－ｔｙｐｅｔｈｅｒｍａｌｓｈｕｔｄｏｗｎｆｕｎｃｔｉｏｎ［ｃ］／／ＰｒｏｃＩＥＥＥＩｎｔＳｙｍｐＰｏｗｅｒＳｅｍｉｃｏｎｄＤｅｖ＆ＩＣ．１９９２：２３８—２３９．［５］ＦＲＡＮＫ．Ｔｈｅｒｍａｌｓｈｕｔｄｏｗｎｃｉｒｃｕｉｔ［Ｐ］．ＵＳＰａｔｅｎｔ：６８１６３５１，２００４．［６］ＬＥＥＣＣ，ＰＡＬＩＳＯＣＡＬ，ＭＩＮＹＪ．ＴｈｅｒｒｎａＩａｎａｌｙｓｉｓｏｆｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔｄｅｖｉｃｅｓａｎｄｐａｃｋａｇｅｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓＣｏｍｐｏｎｅｎｔｓ，Ｈｙｂｒｉｄｓ，ａｎｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９８９，１２（４）：７０１－７０９．［７３ＬＴＣＡ０５４－４．２一Ｓｔａｎｄ【ａｌｏｎｅｌｉｎｅａｒＬｉ－ｉｏｎｂａｔｔｅｒｙｃｈａｒｇ－ｅｒｗｉｔｈｔｈｅｒｍａｌｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｉｎｔｈｉｎＳＣｒＦ［Ｚ］．Ｄａｔａｓｈｅ－ｅｔ，ＬｉｎｅａｒＴｅｃｈｎｏｌＣｏｒｐ，２００３．［８］ＰＥＲＴＩＪＳＭＡＰ，ＮＩＥＤＥＲＫＯＲＮＡ，ＭＡＸ，ｅｔａＬＡＣ～ＩＣＩｓｓｍａｒｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｅｎｓｏｒｗｉｔｈａ３０ｉｎａｃｃｕｒａｃｙｏｆ士ｏ．５℃ｆｒｏｍ一５０℃ｔｏ１２０℃［Ｊ］．ＩＥＥＥＪＳｏｌＳｔａＣｉｒｅ，２００５，４０（２）：４５４—４６１．［９］ＭＥＩＪ『ＥＲＧＣＭＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｅｎｓｏｒｓａｎｄｖｏｌｔａｇｅｒｅｆ—ｅｒｅｎｃｅｓｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄｉｎＣＭＯＳｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［Ｊ］．ＩＥＥＥＳｅｎｓｏｒｓＪ，２００１，１（３）：２２５—２３４．［１０］ＲＡＺＡＶＩＲＤｅｓｉｇｎｏｆａｎａｌｏｇＣＭＯＳｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔｓ［Ｍ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＥｄｉｔｉｏｎ，Ｓｉｎｇａｐｏｒｅ：ＭｃＧｒａｗ－ＨｉｌｌＢｏｏｋＣｏ—Ｓｉｎｇａｐｏｒｅ，２００１：２４６—２８５．［１１３ＬＩＮＥⅥ（ＩＮＳ，Ｂｅｎ－ＹａａｋｏｖＳＰＳＰＩＣＥ－ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｃｉｒｃｕｉｔｏｆｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｏｌｅｒｓ［Ｃ］／／ＰｏｗｅｒＥｌｅｃＳｐｅｃＣｏ吐Ａｐｏｓ．２００５：６０８—６１２．［１２］ＡＬＡＮＨ．Ｔｈｅａｒｔｏｆａｎａｌｏｇｌａｙｏｕｔ［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２００３．作者简介：方刘禄（１９８０一），男（汉族），湖北人，２００４年毕业于武汉大学电子工程专业，获学士学位，主要从事数模混合集成电路的设计与研究。万方数据

电力系统继电保护基本知识

电力系统继电保护董双桥 2005年9月

第一部分电力系统继电保护的基本知识电力系统：由发电电厂中的电气部分，变电站，输配电线路，用电设备等组成的统一体：它包括发电机、变压器、线路、用电设备以及相应的通信，安全自动装置，继电保护，调调自动化设备等。电力系统运行有如下特点： 1、电能的生产，输送和使用必须同时进行。 2、与生产及人们的生活密切相关。 3、暂态进程非常短，一个正常运行的系统可能在几分钟，甚致几秒钟内瓦解。电力系统继电保护的作用。电力系统在运行中，可能由于以下原因，发生故障或不正常工作状态。 1、外部原因：雷击，大风，地震造成的倒杆，绝缘子污秽造成污闪，线路覆冰造成冰闪。 2、内部原因：设备绝缘损坏，老化。 3、系统中运行人员误操作。电力系统故障的类型： 1、单相接地故障D（1） 2、两相接地故障D（1.1） 3、两相短路故障D（2） 4、三相短路故障D（3） 5 线路断线故障以上故障单独发生为简单故障。在不同地点同时发生两个或以上称为复故障。电力系统短路故障的后果： 1、短路电流在短路点引起电弧烧坏电气设备。 2、造成部分地区电压下降。 3、使系统电气设备，通过短路电流造成热效应和电动力。 4、电力系统稳定性被破坏，可能引起振荡，甚至鲜列。不正常工作状态有：电力系统中电气设备的正常工作遭到破坏，但未发展成故障。不正常工作状态有： 1）电力设备过负荷，如：发电机，变压器线路过负荷。 2）电力系统过电压。 3）电力系统振荡。

4）电力系统低频，低压。电力系统事故：电力系统中，故障和不正常工作状态均可能引起系统事故，即系统全部或部分设备正常运行遭到破坏，对用户非计划停电、少送电、电能质量达不到标准（频率，电压，波形）、设备损坏等。继电保护的作用，就检测电力系统中各电气设备的故障和不正常工作状态的信息，并作相应处理。继电保护的基本任务： 1）将故障设备从运行系统中切除，保证系统中非故障设备正常运行。 2）发生告警信号通知运行值班人员，系统不正常工作状态已发生或自动调整使系统恢复正常工作状态。电力系统对继电保护的基本要求（四性） 1）选择性：电力系统故障时，使停电范围最小的切除故障的方式 2）快速性：电力系统故障对设备、人身、系统稳定的影响与故障的持续时间密切相关，故障持续时间越长，设备损坏越严重；对系统影响也越大。因此，要求继电保护快速的切除故障。电力系统对继电保护快速性的要求与电网的电压等级有关。 35kV及以下保护动作时间工段60-80ms 110kV 工段40-60ms 220kV 高频保护20-40ms 500kV 20-40ms 快速切除故障，可提高重合闸成功率，提高线路的输送容量。 3）灵敏性：继电保护装置在它的保护范围内发生故障和不正常工作状态的反应能力（各种运行方式，最大运行方式，最小运行方式），故障时通人保护装置的故障量与保护装置的整定值之比，称为保护装置的灵敏度。 4）可靠性： ①保护范围内发生故障时，保护装置可靠动作切除故障,不拒动。 ②保护范围外发生故障和正常运行时，保护可靠闭锁,不误动。在保护四性中：重要的是可靠性，关键是选择性，灵敏性按规程要求,快速性按系统要求。

过电压保护电路汇总

新疆大学课程设计报告所属院系：科学技术学院专业：电气工程及其自动化课程名称：电子技术基础上设计题目：过电压保护电路设计班级：电气14-1 学生姓名：庞浩学生学号：20142450007 指导老师: 常翠宁完成日期：2016. 6. 30

1．双向二极管限幅电路

图2 经典过电压保护电路经典过电压保护电路虽然有许多优点，但是由于Multisim 12.0中无法找到元件 MAX6495,无法进行仿真，所以不选用该方案。 3．智能家电过电压保护电路电路原理：该装置工作原理见图，电容器C1将220V 交流市电降压限流后，由二极管1D V 、 2D V 整流，电容器2C 担任滤波，得到12V 左右的直流电压。当电网电压正常时，稳压二极管VDW 不能被击穿导通，此时三极管VT 处于截止状态，双向可控硅VS 受到电压触发面导通，插在插座XS 中的家电通电工作。（图3）图3 智能家电过压保护电路如果电网电压突然升高，超过250V ，此时在RP 中点的电压就导致VDW 击穿导通，VDW 导通后，又使得三极管VT 导通，VT 导通后，其集电极—发射极的压降很小，不足以触发VS ，又导致VS 截止，因此插座XS 中的家电断电停止工作，因而起到了保护的目的。一旦电网电压下降，VT 又截止，VT 的集电极电位升高，又触发VS 导通，家电得电继续工作。 R 电阻5.1K1，RP 电位器15K 选用多圈精密电位器1，C1金属化纸介电容0.47uF 耐压≥400V1，C2电解电容100uF/25V1，1D V 、 2D V 整流二极管IN40072，VDW 稳压二极管 12V 的2CW121，VT 晶体三极管3DA87C 、3DG12等1，VS 双向可控硅6—10A 耐压≥600V1，CZ 电源插座10A 250V1 该装置的调试十分简单，当电网电压为220V 时，调整RP ，使VDW 不击穿，当电压升高至250V ，VT 饱和导通即可，调试时用一调压变压器来模拟市电的变化更方便。优点：能够保护家用电器避免高电压的冲击带来的伤害，、缺点：需要购买二极管，NPN 型BJT 以及双向可控硅VS ，不太经济。

电路基础知识总结(精华版)

电路知识总结（精简) 1.电流的参考方向可以任意指定,分析时:若参考方向与实际方向一致，则ｉ>0，反之i<0。电压的参考方向也可以任意指定,分析时：若参考方向与实际方向一致，则u>0反之u<0。?２. 功率平衡一个实际的电路中,电源发出的功率总是等于负载消耗的功率。?3．全电路欧姆定律:U=E-ＲI ４. 负载大小的意义：电路的电流越大，负载越大。电路的电阻越大，负载越小。 5. 电路的断路与短路电路的断路处:I＝0，U≠0?电路的短路处:U=0，Ｉ≠0 二. 基尔霍夫定律１．几个概念：支路：是电路的一个分支。?结点：三条(或三条以上)支路的联接点称为结点。回路:由支路构成的闭合路径称为回路。?网孔:电路中无其他支路穿过的回路称为网孔。?２．基尔霍夫电流定律： (1) 定义:任一时刻，流入一个结点的电流的代数和为零。?或者说：流入的电流等于流出的电流。?(2) 表达式:ｉ进总和=０或： i进=i出?(３）可以推广到一个闭合面。 3．基尔霍夫电压定律?（1) 定义：经过任何一个闭合的路径，电压的升等于电压的降。?或者说:在一个闭合的回路中,电压的代数和为零。或者说：在一个闭合的回路中,电阻上的电压降之和等于电源的电动势之和。（２) 表达式：１?或: 2?或： 3 （３) 基尔霍夫电压定律可以推广到一个非闭合回路?三. 电位的概念?（1）定义：某点的电位等于该点到电路参考点的电压。（2）规定参考点的电位为零。称为接地。?(３) 电压用符号U表示,电位用符号Ｖ表示 (4) 两点间的电压等于两点的电位的差。（5）注意电源的简化画法。?四. 理想电压源与理想电流源１．理想电压源?（1）不论负载电阻的大小，不论输出电流的大小,理想电压源的输出电压不变。理想电压源的输出功率可达无穷大。?(2) 理想电压源不允许短路。?2. 理想电流源?（1) 不论负载电阻的大小,不论输出电压的大小，理想电流源的输出电流不变。理想电流源的输出功率可达无穷大。?(2）理想电流源不允许开路。 3．理想电压源与理想电流源的串并联 (1) 理想电压源与理想电流源串联时，电路中的电流等于电流源的电流，电流源起作用。 (２）理想电压源与理想电流源并联时，电源两端的电压等于电压源的电压，电压源起作用。?4. 理想电源与电阻的串并联?(１）理想电压源与电阻并联，可将电阻去掉（断开），不影响对其它电路的分析。 (2) 理想电流源与电阻串联，可将电阻去掉(短路)，不影响对其它电路的分析。?5. 实际的电压源可由一个理想电压源和一个内电阻的串联来表示。实际的电流源可由一个理想电流源和一个内电阻的并联来表示。五. 支路电流法１．意义:用支路电流作为未知量，列方程求解的方法。?2. 列方程的方法：?(1）电路中有b条支路，共需列出b个方程。?（2）若电路中有n个结点,首先用基尔霍夫电流定律列出ｎ-1个电流方程。（３）然后选ｂ－（ｎ－1)个独立的回路，用基尔霍夫电压定律列回路的电压方程。?3. 注意问题:?若电路中某条支路包含电流源,则该支路的电流为已知，可少列一个方程（少列一个回路的电压方程)。?六. 叠加原理 1. 意义：在线性电路中，各处的电压和电流是由多个电源单独作用相叠加的结果。２. 求解方法:考虑某一电源单独作用时,应将其它电源去掉,把其它电压源短路、电流源断开。?3．注意问题：最后叠加时,应考虑各电源单独作用产生的电流与总电流的方向问题。叠加原理只适合于线性电路，不适合于非线性电路；只适合于电压与电流的计算，不适合于功率的计算。七．戴维宁定理 1．意义：把一个复杂的含源二端网络，用一个电阻和电压源来等效。 2．等效电源电压的求法：把负载电阻断开,求出电路的开路电压UOC。等效电源电压UeＳ等于二端网络的开路电压UOC。 3. 等效电源内电阻的求法：?(1) 把负载电阻断开,把二端网络内的电源去掉(电压源短路，电流源断路),从负载两端看进去的电阻,即等效电源的内电阻R0。?(2）把负载电阻断开,求出电路的开路电压UＯＣ。然后,把负载电阻短路,求出电路的短路电流ISC，则等效电源的内电阻等于UOC/ISC。八．诺顿定理 1．意义：?把一个复杂的含源二端网络，用一个电阻和电流源的并联电路来等效。 2．等效电流源电流ＩeS的求法:?把负载电阻短路,求出电路的短路电流ＩSC。则等效电流源的电流IｅS等于电路的短路电流ISC。?3．等效电源内电阻的求法：同戴维宁定理中内电阻的求法。本章介绍了电路的基本概念、基本定律和基本的分析计算方法,必须很好地理解掌握。其中,戴维宁定理是必考内容，即使在本章的题目中没有出现戴维宁定理的内容,在第2章<＜电路的瞬态分析>>的题目中也会用到。?第2章电路的瞬态分析?一. 换路定则：?１．换路原则是: 换路时:电容两端的电压保持不变,Uc(o+) ＝Uc（ｏ-)。电感上的电流保持不变， Iｃ(o＋)＝ Ic(o-)。?原因是：电容的储能与电容两端的电压有关，电感的储能与通过的电流有关。 2. 换路时,对电感和电容的处理?（1）换路前,电容无储能时，Uc(ｏ+)=0。换路后,Uc(o-)=０，电容两端电压等于零，可以把电容看作短路。 (2）换路前,电容有储能时,Uc(o＋)=U。换路后，Uc（ｏ-)＝U，电容两端电压不变，可以把电容看作是一个电压源。

直流保护电路

常用直流开关电源的保护电路设计概述随着科学技术的发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，因此直流开关电源开始发挥着越来越重要的作用，并相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了直流开关电源[1-3]。同时随着许多高新技术，包括高频开关技术、软开关技术、功率因数校正技术、同步整流技术、智能化技术、表面安装技术等技术的发展，开关电源技术在不断地创新，这为直流开关电源提供了广泛的发展空间。但是由于开关电源中控制电路比较复杂，晶体管和集成器件耐受电、热冲击的能力较差，在使用过程中给用户带来很大不便。为了保护开关电源自身和负载的安全，根据了直流开关电源的原理和特点，设计了过热保护、过电流保护、过电压保护以及软启动保护电路。 2开关电源的原理及特点 2.1工作原理直流开关电源由输入部分、功率转换部分、输出部分、控制部分组成。功率转换部分是开关电源的核心，它对非稳定直流进行高频斩波并完成输出所需要的变换功能。它主要由开关三极管和高频变压器组成。图1画出了直流开关电源的原理图及等效原理框图，它是由全波整流器，开关管V，激励信号，续流二极管Vp，储能电感和滤波电容C组成。实际上，直流开关电源的核心部分是一个直流变压器。 2.2特点为了适应用户的需求，国内外各大开关电源制造商都致力于同步开

发新型高智能化的元器件，特别是通过改善二次整流器件的损耗，并在功率铁氧体(Mn-Zn)材料上加大科技创新，以提高在高频率和较大磁通密度下获得高的磁性能，同时SMT技术的应用使得开关电源取得了长足的进展，在电路板两面布置元器件，以确保开关电源的轻、小、薄。因此直流开关电源的发展趋势是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。直流开关电源的缺点是存在较为严重的开关干扰，适应恶劣环境和突发故障的能力较弱。由于国内微电子技术、阻容器件生产技术以及磁性材料技术与一些技术先进国家还有一定的差距，因此直流开关电源的制作技术难度大、维修麻烦和造价成本较高， 3直流开关电源的保护基于直流开关电源的特点和实际的电气状况，为使直流开关电源在恶劣环境及突发故障情况下安全可靠地工作，本文根据不同的情况设计了多种保护电路。 3.1过电流保护电路在直流开关电源电路中，为了保护调整管在电路短路、电流增大时不被烧毁。其基本方法是，当输出电流超过某一值时，调整管处于反向偏置状态，从而截止，自动切断电路电流。如图1所示，过电流保护电路由三极管BG2和分压电阻R4、R5组成。电路正常工作时，通过R4与R5的压作用，使得BG2的基极电位比发射极电位高，发射结承受反向电压。于是BG2处于截止状态(相当于开路)，对稳压电路没有影响。当电路短路时，输出电压为零，BG2的发射极相当于接地，则BG2处于饱和导通状态(相当于短路)，从而使调整管BG1基极和发射极近于短路，而处于截止状态，切断电路电流，从而达到保护目的。

直流电源过电压过流保护电路

直流电源过电压、欠电压及过流保护电路该保护电路在直流电源输入电压大于30V或小于18V或负载电流超过35A时，晶闸管都将被触发导通，致使断路器QF跳闸。图中，YR 为断路器QF的脱扣线圈；KI为过电流继电器。带过流保护的电动自行车无级调速电路

图中，RC为补偿网络，以改善电动机的力矩特性。具体数值由实验决定。电路如图16-91所示。它适用于电动自行车或电动三轮车。调节电位器RP，可改变由555 时基集成电路A组成的方波发生器的方波占空比，达到调速的目的。Rs是过电流取样电阻，当电动机过载时，Rs上的压降增大，使三极管VTz导通，触发双向晶闸管V导通，分流了部分负载，从而保护了功率管VTi。过流保护用电子保险的制作电路图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。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。过压过流保护器电路图当电源供给电压或负载吸取的电流太大时，下图电路可断开负载给出故障指示。正常工作时，Tr1和Tr2均截止，555复位，555中的放电晶体管导通，它从Tr3基极吸取电流，使Tr3处开饱和，电源5～12V便直接送主负载。当负载吸取电流超过规定值时，Rsc上压降增加，使Tr1导通，555被触发，于是内部放电晶体管截止，跟着Tr3也截止，将电源与负载隔离，这时555处于单稳状态，单稳时间一到，只要负载过流现象不排除，555又重新触发，Tr3继续将负载隔离。

笔记本电池保护电路知识

笔记本电池保护电路知识现在的笔记本电池都是所谓智能（smart battery）的了，她能告诉电脑：我现在还剩余多少容量，现在的电压是多少，电流是多少，按现在的放电速率我还能用多长时间，我是否该充电了，充电应该用多大的电流、电压，充电是否充过头了，放电是否放过头了，温度是否过高，等等。电池要提供这些所谓的智能信息，就要在电池中增加一个电路。这个电路通常都使用现成的专用芯片，如最流行的BQ系列芯片：BQ2060A，BQ2083，BQ2085，BQ2040等，这些芯片检测流入和流出电芯的电流，算出上面所谓的智能信息。这个电路还要增加一个功能：保护功能。上面说了电路能检测出充电是否充过头了，放电是否放过头了。既然知道充过头了，就要使充电电源充不到电芯上去；放电放过头了，就要切断电芯对外放电。温度过高了，就要是电池停下来。这就是所谓的保护功能。最后一个功能就是通讯，电池准备了这些信息，总要发送出去吧。所以通讯少不了。按上所说，通常的电池其实主要是检测部分，能检测出来信息，保护功能实现自然简单，无非是开关而已。当然有的电池将充电部分做到电池里面去了，如COMPAQ 笔记本电脑的不少电池都是如此。先不必看BQ2060是如何检测那些智能信息的，先看BQ2060都检测出了哪些信息？这些检测出来的信息存放在什么地方了？在BQ2060的DATASHEET 中，有个Table 3. bq2060 Register functions，这里存放了BQ2060检测出来智能信息的。这些信息就是所谓的Smart Battery Data（智能电池数据），它们都被定义成标准了（见Smart Battery Data Specfication）。 BQ2050中检测出来的信息没有这么丰富，它不符合这个标准。BQ2040，BQ2083，BQ2085都符合这个标准，检测出来的信息也是这些。下面解释一下BQ2060检测出来信息的意思。 1. 静态信息：静态信息不是检测出来的，而是生产厂家自己写进去的，它一般写在24C01中，BQ2060从24C01中读到它自己里面去。ManufactureDate, ManufactureName, DeviceName, Devicechemistry, SpecificationInfo, DesignVoltage, DesignCapacity,RemainingCapacityAlarm, RemainingTimeAlarm, BatteryMode。这些信息不言自明。 2.动态信息：动态信息中有些是检测出来的，有些是纯粹计算出来的，目的就是免去用户自己计算了。检测的：Voltage, Current, Temperature, AverageCurrent, RemainingCapacity, FullChargeCapacity, BatteryStatus。计算的：RelativeStateOfCharge, AbsoluteStateOfCharge, RunTimeToEmpty, AverageTimeToEmpty, AverageTimeToFull, CycleCount.。信息ChargingVoltage, ChargingCurrent 告诉充电器应该用多大的充电电流给它充电，在多大的电压处应该变成恒压充电。AtRate, AtRateTimeToFull, AtRateTimeToEmpty, AtRateOK 纯粹是帮用户计算信息用的。 3.每个厂家的特定信息：标准Smart Battery Data Specfication之外的一些信息。这些信息只有5项，不同厂家不一样，对于BQ2060就是VCELL1-4和PackConfigureation。对于BQ2085，PackConfigureation的意义就和BQ2060不大一样。

IGBT短路保护的应用及意义

IGBT短路保护的应用及意义 IGBT短路保护电路可以实现快速保护，同时能节省检测短路电流所需的霍尔电流传感器，降低整个系统的成本。实践证明，该电路有比较大的实用价值，尤其是在低直流母线电压的应用场合，可以应用于大型的高频逆变器。在变频器的内部的直流电源部分的输出（连接到逆变器）的两根线上分别有两个霍尔器件.在正常情况下，流出直流源(流入逆变器)的电流和流回直流源（从逆变器流回）的电流是相等的。两个霍尔器件上的电压是平衡的.一旦发生接地故障，流出直流源的电流同流回直流源的电流不等，两个两个霍尔器件上的电压不等，变频器检测到这种情况，就立刻发出报警信号，实施接地保护，所以接地保护的基本原理，并不是靠出现了较大的接地短路电流来进行保护的。 1、短路保护的工作原理 2、图11-2所示为工作在ＰＷＭ整流状态的Ｈ型桥式ＰＷＭ变换电路（此图为正弦波正半波输入下的等效电路，上半桥的两只ＩＧＢＴ未画出），图11-2为下半桥两只大功率器件的驱动信号和相关的器件波形。现以正半波工作过程为例进行分析（对于三相ＰＷＭ电路，

在整流、逆变工作状态或单相ＤＣ／ＤＣ工作状态下，ＰＷＭ电路的分析过程及结论基本类似）。在图11-2所示的电路中，在市电电源Ｕｓ的正半周期，将Ｕｇ２.４所示的高频驱动信号加在下半桥两只ＩＧＢＴ的栅极上，得到管压降波形ＵＴ２Ｄ。其工作过程分析如下：在ｔ１～ｔ２时刻，受驱动信号的作用,Ｔ２、Ｔ４导通（实际上是Ｔ２导通, Ｄ４处于续流状态），在Ｕｓ的作用下通过电感ＬＳ的电流增加，在Ｔ２管上形成如图11-2中ＵＴ２Ｄ所示的按指数规律上升的管压降波形，该管压降是通态电流在ＩＧＢＴ导通时的体电阻上产生的压降；在ｔ２～ｔ３时刻，Ｔ２、Ｔ４关断，由于电感ＬＳ中有储能，因此在电感ＬＳ的作用下，二极管Ｄ２、Ｄ４续流，形成图11-3中ＵＴ２.Ｄ的阴影部分所示的管压降波形，以此类推。分析表明，为了能够检测到ＩＧＢＴ导通时的管压降的值，应该将在ｔ１～ｔ２时刻ＩＧＢＴ导通时的管压降保留，而将在ｔ２～ｔ３时刻检测到的ＩＧＢＴ的管压降的值剔除，即将图11-3中ＵＴ２.Ｄ的阴影部分所示的管压降波形剔除。由于ＩＧＢＴ的开关频率比较高，而且存在较大的开关噪声，因此在设计采样电路时应给予足够的考虑。图11-2 IGBT短路保护电路原理图图11-2

电路基础知识总结精华版

电路知识总结(精简) 1、电流的参考方向可以任意指定,分析时:若参考方向与实际方向一致,则i>0,反之i<0。电压的参考方向也可以任意指定,分析时:若参考方向与实际方向一致,则u>0反之u<0。 2. 功率平衡一个实际的电路中,电源发出的功率总就是等于负载消耗的功率。 3. 全电路欧姆定律:U=E-RI 4. 负载大小的意义: 电路的电流越大,负载越大。电路的电阻越大,负载越小。 5. 电路的断路与短路电路的断路处:I＝0,U≠0 电路的短路处:U＝0,I≠0 二. 基尔霍夫定律 1. 几个概念: 支路:就是电路的一个分支。结点:三条(或三条以上)支路的联接点称为结点。回路:由支路构成的闭合路径称为回路。网孔:电路中无其她支路穿过的回路称为网孔。 2. 基尔霍夫电流定律: (1) 定义:任一时刻,流入一个结点的电流的代数与为零。或者说:流入的电流等于流出的电流。 (2) 表达式:i进总与=0 或: i进=i出 (3) 可以推广到一个闭合面。 3. 基尔霍夫电压定律 (1) 定义:经过任何一个闭合的路径,电压的升等于电压的降。或者说:在一个闭合的回路中,电压的代数与为零。或者说:在一个闭合的回路中,电阻上的电压降之与等于电源的电动势之与。 (2) 表达式:1 或: 2 或: 3 (3) 基尔霍夫电压定律可以推广到一个非闭合回路三. 电位的概念 (1) 定义:某点的电位等于该点到电路参考点的电压。 (2) 规定参考点的电位为零。称为接地。 (3) 电压用符号U表示,电位用符号V表示 (4) 两点间的电压等于两点的电位的差。 (5) 注意电源的简化画法。四. 理想电压源与理想电流源 1. 理想电压源 (1) 不论负载电阻的大小,不论输出电流的大小,理想电压源的输出电压不变。理想电压源的输出功率可达无穷大。 (2) 理想电压源不允许短路。 2. 理想电流源 (1) 不论负载电阻的大小,不论输出电压的大小,理想电流源的输出电流不变。理想电流源的输出功率可达无穷大。 (2) 理想电流源不允许开路。 3. 理想电压源与理想电流源的串并联 (1) 理想电压源与理想电流源串联时,电路中的电流等于电流源的电流,电流源起作用。 (2) 理想电压源与理想电流源并联时,电源两端的电压等于电压源的电压,电压源起作用。 4. 理想电源与电阻的串并联 (1) 理想电压源与电阻并联,可将电阻去掉(断开),不影响对其它电路的分析。 (2) 理想电流源与电阻串联,可将电阻去掉(短路),不影响对其它电路的分析。 5. 实际的电压源可由一个理想电压源与一个内电阻的串联来表示。实际的电流源可由一个理想电流源与一个内电阻的并联来表示。五. 支路电流法 1. 意义:用支路电流作为未知量,列方程求解的方法。 2. 列方程的方法: (1) 电路中有b条支路,共需列出b个方程。 (2) 若电路中有n个结点,首先用基尔霍夫电流定律列出n-1个电流方程。 (3) 然后选b-(n-1)个独立的回路,用基尔霍夫电压定律列回路的电压方程。 3. 注意问题: 若电路中某条支路包含电流源,则该支路的电流为已知,可少列一个方程(少列一个回路的电压方程)。六. 叠加原理 1. 意义:在线性电路中,各处的电压与电流就是由多个电源单独作用相叠加的结果。 2. 求解方法:考虑某一电源单独作用时,应将其它电源去掉,把其它电压源短路、电流源断开。

开关电源保护电路

开关电源保护电路为使开关电源在恶劣环境及突发故障状况下安全可靠，提出了几种实用的保护电路，并对电路的工作原理进行了详尽分析。关键词：开关电源；保护电路；可靠性 1 引言评价开关电源的质量指标应该是以安全性、可靠性为第一原则。在电气技术指标满足正常使用要求的条件下，为使电源在恶劣环境及突发故障情况下安全可靠地工作，必须设计多种保护电路，比如防浪涌的软启动，防过压、欠压、过热、过流、短路、缺相等保护电路。 2 开关电源常用的几种保护电路 2.1 防浪涌软启动电路开关电源的输入电路大都采用电容滤波型整流电路，在进线电源合闸瞬间，由于电容器上的初始电压为零，电容器充电瞬间会形成很大的浪涌电流，特别是大功率开关电源，采用容量较大的滤波电容器，使浪涌电流达100A以上。在电源接通瞬间如此大的浪涌电流，重者往往会导致输入熔断器烧断或合闸开关的触点烧坏，整流桥过流损坏；轻者也会使空气开关合不上闸。上述现象均会造成开关电源无法正常工作，为此几乎所有的开关电源都设置了防止流涌电流的软启动电路，以保证电源正常而可靠运行。图1是采用晶闸管V和限流电阻R1组成的防浪涌电流电路。在电源接通瞬间，输入电压经整流桥（D1～D4）和限流电阻R1对电容器C充电，限制浪涌电流。当电容器C充电到约80％额定电压时，逆变器正常工作。经主变压器辅助绕组产生晶闸管的触发信号，使晶闸管导通并短路限流电阻R1，开关电源处于正常运行状态。图1 采用晶闸管和限流电阻组成的软启动电路

图2是采用继电器K1和限流电阻R1构成的防浪涌电流电路。电源接通瞬间，输入电压经整流（D1～D4）和限流电阻R1对滤波电容器C1充电，防止接通瞬间的浪涌电流，同时辅助电源V cc经电阻R2对并接于继电器K1线包的电容器C2充电，当C2上的电压达到继电器K1的动作电压时，K1动作，其触点K1.1闭合而旁路限流电阻R1，电源进入正常运行状态。限流的延迟时间取决于时间常数（R2C2），通常选取为0.3～0.5s。为了提高延迟时间的准确性及防止继电器动作抖动振荡，延迟电路可采用图3所示电路替代RC延迟电路。图2 采用继电器K1和限流电阻构成的软启动电路图3 替代RC的延迟电路 2.2 过压、欠压及过热保护电路进线电源过压及欠压对开关电源造成的危害，主要表现在器件因承受的电压及电流应力超出正常使用的范围而损坏，同时因电气性能指标被破坏而不能满足要求。因此对输入电源的上限和下限要有所限制，为此采用过压、欠压保护以提高电源的可靠性和安全性。温度是影响电源设备可靠性的最重要因素。根据有关资料分析表明，电子元器件温度每升高2℃，可靠性下降10％，温升50℃时的工作寿命只有温升25℃时的1/6，为了避免功率器件过热造成损坏，在开关电源中亦需要设置过热保护电路。

过流保护电路设计

过流保护电路如上图所示。此电路是过流保护电路，其中100kΩ电阻用来限流，通过比较器LM311 对电流互感器采样转化的电压进行比较，LM311的3脚接一10kΩ电位器来调比较基准电压，输出后接一100Ω的电阻限流它与后面的220μF的电容形成保护时间控制。当电流过流时比较器输出是高电平产生保护，使SPWM不输出，控制场效应管关闭，等故障消除，比较器输出低电平，逆变器又自动恢复工作。 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... 4.第四部分是一个驱动继电器的电路...这个电路和一般所不同的是...这个是一个自锁电路... 一段保护信号过来后...这个电路就会一直工作...直到断掉电源再开机...这个自锁电路结构和单向可控硅差不多. 1 采用电流传感器进行电流检测过流检测传感器的工作原理如图1所示。通过变流器所获得的变流器次级电流经I／V转换成电压，该电压直流化后，由电压比较器与设定值相比较，若直流电压大于设定值，则发出辨别信号。但是这种检测传感器一般多用于监视感应电源的负载电流，为此需采取如下措施。由于感应电源启动时，启动电流为额定值的数倍，与启动结束时的电流相比大得多，所以在单纯监视电流电瓶的情况下，感应电源启动时应得到必要的输出信号，必须用定时器设定禁止时间，使感应电源启动结束前不输出不必要的信号，定时结束后，转入预定的监视状态。 2 启动浪涌电流限制电路开关电源在加电时，会产生较高的浪涌电流，因此必须在电源的输入端安装防止浪涌电流的软启动装置，才能有效地将浪涌电流减小到允许的范围内。浪涌电流主要是由滤波电容充电引起，在开关管开始导通的瞬间，电容对交流呈现出较低的阻抗。如果不采取任何保护措施，浪涌电流可接近数百A。开关电源的输入一般采用电容整流滤波电路如图2所示，滤波电容C可选用低频或高频电容器，若用低频电容器则需并联同容量高频电容器来承担充放电电流。图中在整流和滤波之间串入的限流电阻Rsc是为了防止浪涌电流的冲击。合闸时Rsc限制了电容C的充电电流，经过一段时间，C上的电压达到预置值或电容C1上电压达到继电器T动作电压时，Rsc被短路完成了启动。同时还可以采用可控硅等电路来短接Rsc。当合闸时，由于可控硅截止，通过Rsc对电容C进行充电，经一段时间后，触发可控硅导通，从而短接了限流电阻Rsc。 3 采用基极驱动电路的限流电路在一般情况下，利用基极驱动电路将电源的控制电路和开关晶体管隔离开。控制电路与输出电路共地，限流电路可以直接与输出电路连接，工作原理如图3所示，当输出过载或者短路时，V1导通，R3两端电压增大，并与比较器反相端的基准电压比较。控制PWM信号通断。 4 通过检测IGBT的Vce 当电源输出过载或者短路时，IGBT的Vce值则变大，根据此原理可以对电路采取保护措施。对此通常使用专用的驱动器EXB841，其内部电路能够很好地完成降栅以及软关断，并具有内部延迟功能，可以消除干扰产生的误动作。其工作原理如图4所示，含有IGBT过流信息的Vce不直接发送到EXB841 的集电极电压监视脚6，而是经快速恢复二极管VD1，通过比较器IC1输出接到EXB841的脚6，从而消除正向压降随电流不同而异的情况，采用阈值比较器，提高电流检测的准确性。假如发生了过流，驱动器：EXB841的低速切断电路会缓慢关断IGBT，从而避免集电极电流尖峰脉冲损坏IGBT器件。为避免在使用中因非正常原因造成输出短路或过载，致使调整管流过很大的电流，使之损坏。故需有快速保护措施。过流保护电路有限流型和截流型两种。限流型：当调整管的电流超过额定值时，对调整管的基极电流进行分流，使发射极电流不至于过大。图4-2为其简要电路图。图中R为一小电阻，用于检测负载电流。当IL不超过额定值时，T1、截止；当IL 超过额定值时，T'1导通，其集电极从T1的基极分流。从而实现对T1管的保护

电力系统继电保护复习知识点总结材料

第一章、绪论 1、电力系统运行状态概念及对应三种状态：正常（电力系统以足够的电功率满足符合对电能的需求等）不正常（正常工作遭到破坏但还未形成故障，可继续运行一段时间的情况）故障(电力系统的所有一次设备在运行过程中由于外力、绝缘老化、误操作、设计制造缺陷等原因会发生如短路，断线等故障) 2、电力系统运行控制目的：通过自动和人工的控制，使电力系统尽快摆脱不正常运行状态和故障状态，能够长时间的在正常状态下运行。 3、电力系统继电保护：泛指继电保护技术和由各种继电保护装置组成的继电保护系统。 4、事故：指系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，并造成对用户停电或少送电或电能质量变坏到不能允许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备损坏的事件。 5、故障：电力系统的所有一次设备在运行过程中由于外力、绝缘老化、误操作、设计制造缺陷等原因会发生如短路，断线等。 6、继电保护装置：指能反应电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态，并动作与断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。 7、保护基本任务：自动、迅速、有选择性的将故障元件从电力系统中切除，使元件免于继续遭到损坏，保障其它非故障部分迅速恢复正常运行；反应电气设备的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号或跳闸。 8、保护装置构成及作用：测量比较元件（用于测量通过被保护电力元件的物理参量，并与其给定的值进行比较根据比较结果，给出“是”“非”“0”“1”性质的一组逻辑信号，从而判断保护装置是否应启动）、逻辑判断元件（根据测量比较元件输出逻辑信号的性质、先后顺序、持续时间等，使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最后确定是否该使断路器跳闸、发出信号或不动作，并将对应的指令传给执行输出部分）、执行输出元件（根据逻辑判断部分传来的指令，发出跳开断路器的跳闸脉冲及相应的动作信息、发出警报或不动作） 9、对电力系统继电保护基本要求：可靠性（包括安全性和信赖性；最根本要求；不拒动，不误动）；选择性；速动性；灵敏性 10、保护区件重叠：为了保证任意处的故障都置于保护区内。区域越小越好，因为在重叠区内发生短路时，会造成两个保护区内所有的断路器跳闸，扩大停电范围。 11、故障切除时间等于保护装置（0.06-0.12s，最快0.01-0.04s）和断路器动作时间（0.06-0.15，最快0.02-0.6）之和。 12、①110kv及以下电网，主要实现“远后备”-一般下级电力元件的后备保护安装在上级（近电源侧）元件的断路器处；②220kv及以上电网，主要实现“近后备”-，“加强主保护，简化后备保护” 13、电力系统二次设备：对一次设备的运行状态进行监视、测量、控制和保护的设备。

2005(许生礼)简单实用的过流过压保护电路

智能建筑 Z H I N E N G J I A N Z H U 简单实用的过流过压保护电路 2005年第19卷第2期《工程建设与档案》157 　收稿日期:2005-03-04 作者简介:许生礼(1947-),男,江苏江阴人,安徽省房地产公司六安市公司工程师. 简单实用的过流过压保护电路许生礼 (安徽省房地产公司六安市公司,安徽六安　237012) 摘　要:为了保护生活环境,目前住宅小区均要求自建污水处理系统。由于污水处理设备所用的电机都长期在地下室工作,为了延长电机的使用寿命,采用晶闸管及其控制模式实现过流过压保护。关键词:环保;晶闸管;大电流;保护中图分类号:T M307.2 文献标识码:A 文章编号:1671-4857(2005)02-0157-02 0　引言根据环保要求,各住宅小区按要求均建立了自处理污水系统,由于现有设备均采用的是老式的电机保护系统(如热继电器等),导致经常发生烧毁污水泵电机及风机电机,影响了设备的正常使用,增加了运行成本。为了保护电机,现使用简单的电子过流过压保护电路。晶闸管以其额定电流大、额定电压高、效率高、反应快以及体积小等优点,作为中频静止逆变电源中主要元件而被选用,但其缺点是过载能力低。因此,在晶闸管中频静止逆变电源中,为了使晶闸管免受大电流、高电压的冲击,均设置了过流过压保护电路。当晶闸管中频静止电源用于金属熔炼时,由于负载为时变性元件,变化大,情况比较复杂,若保护不可靠,速度慢,故障一旦出现, 晶闸管立即被损坏的现象常有发生。影响了整个设备的性能和使用,因而保护电路显得尤为重要。 1　过流过压的保护过程如图1所示,可控硅中频静止电源主回路采用的是AC 2DC 2AC 变换电路。从三相全控桥式整流器到单相桥式逆变器,均选用了晶闸管。保护电路是把从电流、电压采样回路中所采取的电流和电压信号,经判断后,控制或封锁整流桥触发脉冲,使得三相全控整流桥输出电压为零,切断了逆变桥电源的供给,从而起到了保护整机的作用[1,2] 。可是,不同的保护电路控制点却往往不同,致使保护电路性能的好坏有较大的差异。图1　过流过压保护框图 2　过流过压保护电路针对上述情况,结合目前国内大多数可控硅中频静止电源和整流脉冲形成的电路,大多数采用了KJ 004和KJ 041组成的触发脉冲电路,设计出了可靠性高、线路简单的过流过压保护电路[3] ,其保护原理如图2所示。2.1　过流保护电路该电路由W 1、I C 1(运算放大器)组成比较电路,I C 3(D 触发器)组成双稳态记忆电路I C 5、I C 6(或门) 组成的逻辑电路及T 1、XD 1组成的显示电路4个单元构成。当中频静止逆变电源处于正常工作时,输入比较器同相端的电流信号形成的输入电压小于反相端定值电压(即所要求的保护定值电压)I C 1输出低电平,D 触发器处于复位状态,Q 端为“0”,逻辑门输出则为低电平,T 1反偏而截止,XD 1不亮。同理I C 6输出为“0”,KJ 041的控制端(P 7)为“0”,有整流触发脉冲输出。当电流信号形成的输入电压W 1确定的定值电