开关电源保护电路实例详细分析

开关电源保护电路实例详细分析

输入欠压保护电路

1、输入欠压保护电路一

概述（电路类别、实现主要功能描述）：

该电路属于输入欠压电路，当输入电压低于保护电压时拉低控制芯片的供电Vcc，从而关闭输出。

电路组成（原理图）：

工作原理分析(主要功能、性能指标及实现原理):

当电源输入电压高于欠压保护设定点时，A点电压高于U4的Vref，U4导通，B点电压为低电平，Q4导通，Vcc供电正常；当输入电压低于保护电压时，A点电压低于U4的Vref，U4截止，B点电压为高电平，Q4截止，从而Vcc没有电压，此时Vref也为低电平，当输入电压逐渐升高时，A点电压也逐渐升高，当高于U4的Vref，模块又正常工作。R4可以设定欠压保护点的回差。

电路的优缺点

该电路的优点：电路简单，保护点精确

缺点：成本较高。

应用的注意事项：

使用时注意R1，R2的取值，有时候需要两个电阻并联才能得到需要的保护点。还需要注意R1，R2的温度系数，否则高低温时，欠压保护点相差较大。

2、输入欠压保护电路二

概述（电路类别、实现主要功能描述）：

输入欠压保护电路。当输入电压低于设定欠压值时，关闭输出；当输入电压升高到设定恢复值时，输出自动恢复正常。

电路组成（原理图）：

工作原理分析(主要功能、性能指标及实现原理):

输入电压在正常工作范围内时， Va大于VD4的稳压值，VT4导通，Vb为0电位，VT5截止，此时保护电路不起作用；当输入电压低于设定欠压值时，Va小于VD4的稳压值，VT4截止，Vb为高电位，VT5导通，将COMP（芯片的1脚）拉到0电位，芯片关闭输出，从而实现了欠压保护功能。 R21、VT6、R23组成欠压关断、恢复时的回差电路。当欠压关断时,VT6导通，将R21与R2并联，

；恢复时，VT6截止，，

回差电压即为(Vin’-Vin)。

电路的优缺点

优点：电路形式简单，成本较低。

缺点：因稳压管VD4批次间稳压值的差异，导致欠压保护点上下浮动，大批量生产时需经常调试相关参数。

应用的注意事项：

VD4应该选温度系数较好的稳压管，需调试的元件如R2应考虑多个并联以方便调试

输出过压保护电路

1、输出过压保护电路一

概述（电路类别、实现主要功能描述）：

输出过压保护电路。当有高于正常输出电压范围的外加电压加到输出端或电路本身故障（开环或其他）导致输出电压高于稳压值时，此电路会将输出电压钳位在设定值。

电路组成（原理图）：

工作原理分析(主要功能、性能指标及实现原理):

输出过压时，加在VD3上的电压大于其稳压值时，VD3导通，输出电压被钳位，同时通过IC4向原边反馈。

电路的优缺点

优点：电路形式简单，成本较低。

缺点：因稳压管VD3批次间稳压值的差异，导致过压钳位点上下浮动，大批量生产时需经常调试相关参数。

应用的注意事项：

VD3应该选温度系数较好的稳压管，需调试的元件如R32应考虑多个并联以方便调试。

当过压保护电路起作用时，电路处于非正常工作状态。对于有输出电压上下调功能的电路，过压保护点应大于输出电压上调最大值。

2、输出过压保护电路二

概述（电路类别、实现主要功能描述）：

输出过压保护电路。当有高于正常输出电压范围的外加电压加到输出端或电路本身故障（开环或其他）导致输出电压高于正常值时，此电路会将输出电压稳定在设定值。

电路组成（原理图）：

工作原理分析(主要功能、性能指标及实现原理):

输出过压时，Va>Vref，IC3导通，通过IC4向原边反馈,输出电压稳定在设定的过压保护值。

电路的优缺点

优点：输出过压保护值可以精确设置。

缺点：相对稳压管钳位方式成本稍高一些。

应用的注意事项：

当过压保护电路起作用时，电路处于非正常工作状态。对于有输出电压上下调功能的电路，过压保护点应大于输出电压上调最大值。

过压保护自锁控制电路

概述（电路类别、实现主要功能描述）：

在电源系统中，当反馈回路失效时，输出电压不受控，电压升高超出规定范围，此时过高的输出电压有可能造成后续电器设备的损坏。为解决这问题，通常在电源中增加过压保护电路。过压保护的方式一般有三种。

A、钳位型：当反馈失效时，通过过压钳位电路将输出电压钳位在一个定值。

B、间歇保护型：当反馈失效时，通过保护电路使输出电压来回重启，输出电压的最高点为过压保护点。

C、自锁型：当输出电压达到过压保护点时，电路动作，关闭PWM使模块无输出。在排除故障后再重启电源输出才正常供电。下述电路为自锁型控制电路。

电路组成（原理图）：

工作原理分析(主要功能、性能指标及实现原理):

上图中为隔离的自锁型控制电路。当过压保护信号CONTROL端给出一个高电平时，U1中的三极管导通，VCC为整个电路的供电端。Vcc经R5给Q2一个基极电流，Q1导通并进入饱和状态，SHUT端被Q2拉至低电平，PWM关闭电源无输出。Q2同时控制Q1的导通。当 Q2导通时，Q1的基极电流经R2到地，Q1导通，经

R3再提供一个基极电流给Q2，维持Q2的导通。Q1及R1、R2、R3构成了Q2的正反馈电路。

电路的优缺点

优点：可有效的进行自锁保护，整个电路等效于一个可控硅。

缺点：整个电路需要一个固定的Vcc。当PWM电源端无供电时，也需保证上图中VCC电压的存在。

应用的注意事项：

1．此电路要有持续的供电自锁才有效。

2．此电路不宜使用在无人值守的电源系统里

过温保护电路

过温保护电路

概述（电路类别、实现主要功能描述）：

该电路属于过温保护电路，但温度高于设定的保护点时，关闭模块输出，当温度恢复后自动开启模块。

电路组成（原理图）：

工作原理分析(主要功能、性能指标及实现原理):

稳压管给U103MAX6501提供5V电压，温度正常时，U103的五脚输出高电平，当温度超过保护点时U103的五脚输出低电平，当温度恢复后，U103的五脚输出高电平。

电路的优缺点

该电路的优点：电路简单，精确度高。

缺点：成本较高。

应用的注意事项：

1.1 MAX6501的3脚和1脚相连时，回差温度是10℃，当其3脚和地相连时，回差温度是2℃。

1.2 MAX6501的供电电压不能超过7V，否则会损坏。

1.3 MAX6501一定要放置在最热部分的附近。

过温保护电路-热敏电阻

概述（电路类别、实现主要功能描述）：