开关电源常用保护电路
常用的六种开关电源输入保护电路
常用的六种开关电源输入保护电路
开关电源是开关稳压线性电源的简称，以前的电源产品是采用线性电源，这是一种晶体管线性稳压电源，由于效率低下等原因已逐渐被开关电源取代。
开关电源，顾名思义就是通过控制开关管的导通时间以及关断时间来维持输出电压的稳定的电源，已逐渐向小型化、效率化、模块化、高可靠性等方向发展。
对于开关电源，输入保护电路很重要，开关输入保护电路具有过流保护、过压保护以及浪涌抑制等功能，对于电网的电压冲击以及EMC等具有至关重要的作用。
下面列举6种开关电源输入保护电路
一、保险丝形式
保险丝有普通型的也有快速型的，具有熔点低、熔断速度快特点，但是在熔断时候会产生火花、冒烟，甚至有玻璃管的会爆裂，因此安全性较差。
仅有保险丝的输入保护电路，只有过流保护作用，一般选择保险丝时候实际的熔断电流要等于额定电流的1.5倍左右。
二、保险丝、压敏电阻形式
这种电路多了压敏电阻，压敏电阻规格有07471、10471、14471等规格，具有浪涌抑制功能，因此这种电路有过压、过流保护功能，有些还具有防雷击保护
三、熔断电阻器、压敏电阻形式
熔断电阻器与保险丝作用相同，都是起到过流保护，但是与保险丝不同的是熔断电阻器熔断时候不会产生火花以及烟雾，就安全性来说安全高一点；而压敏电阻具有浪涌电压吸收作用，因此这种电路形式具有过压、过流保护功能
四、保险丝、NTC热敏电阻形式
热敏电阻采用的是负温度系数的，它的阻值随温度的升高为降低，它具有抑制电路的浪涌电流能力
五、压敏电阻、NTC热敏电阻形式
六、保险丝、压敏电阻、NTC热敏电阻形式。
开关电源常用的几种保护电路
开关电源常用的几种保护电路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。
开关电源常用的几种保护电路如下：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Vcc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（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、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。
24V开关电源的几种保护电路
24V开关电源常用的几种保护电路1.防浪涌软启动电路24V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。
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。
3.缺相保护电路由于电网自身原因或电源输入接线不可靠，24V开关电源有时会出现缺相运行的情况，且掉相运行不易被及时发现。
当电源处于缺相运行时，整流桥某一臂无电流，而其它臂会严重过流造成损坏，同时使逆变器工作出现异常，因此必须对缺相进行保护。
检测电网缺相通常采用电流互感器或电子缺相检测电路。
由于电流互感器检测成本高、体积大，故开关电源中一般采用电子缺相保护电路。
图5是一个简单的电子缺相保护电路。
三相平衡时，R1～R3结点H电位很低，光耦合输出近似为零电平。
当缺相时，H点电位抬高，光耦输出高电平，经比较器进行比较，输出低电平，封锁驱动信号。
比较器的基准可调，以便调节缺相动作阈值。
该缺相保护适用于三相四线制，而不适用于三相三线制。
电路稍加变动，亦可用高电平封锁PWM信号。
开关电源常见的过流保护方法(一)
开关电源常见的过流保护方法(一)开关电源常见的过流保护方法1. 瞬时电流保护（OCP）•通过监测负载电流来实现过流保护。
•当负载电流超过事先设定的阈值时，保护电路将关闭开关管，以防止继续提供电流给负载。
•这种保护方法能够快速响应，既能提供较高的保护效果，又能保护开关电源的电子元件。
2. 耗能电阻法•在开关电源的输出端串联一个大功率耗能电阻。
•当负载电流超过设定值时，过多的电流会通过耗能电阻放电，起到限制电流的作用。
•耗能电阻法简单有效，但能量转化为热量，会造成能源浪费。
3. 电流限制保护（CLP）•使用一个电流限制保护器件来监测负载电流并将其维持在一个安全范围内。
•一旦负载电流超过设定的极限值，保护器件会自动降低输出电流，以达到过流保护的目的。
•这种方法能够精确控制电流，确保负载在安全范围内运行。
4. 电流折返保护（CRP）•通过在开关管的源极和漏极之间添加一个分流电阻，将一部分电流引导回开关管的源极。
•当负载电流超过设定值时，分流电阻将分担一部分电流，减小负载电流。
•这种方式能够减少开关管和负载电流的波动，降低了过流保护时的能量损耗。
5. 预过流保护（OCP）•在开关电源的控制电路中添加一个过流检测电路，监测电流是否超出设定的范围。
•当电流超过设定范围时，过流检测电路会及时触发保护措施，例如关闭开关管或减小输出电流。
•预过流保护能够在过流发生之前及时采取措施，提高了系统的安全性。
6. 温度保护（OTP）•通过监测开关电源内部的温度，实现过流保护。
•当温度超过指定阈值时，保护电路会自动断开输出，以防止进一步加热。
•温度保护是一种有效的过流保护方法，能够防止过热引起的故障和损坏。
以上是开关电源常见的过流保护方法，请根据实际情况选择适合的保护方式。
开关电源的各种过压保护电路
开关电源的各种过压保护电路开关电源输出过压保护电路，有通过控制自身电源来调节的，也有防止外部电压过高带来的电源损伤，自身调节一般是指，过压电路是在反馈环路出现问题的时候，控制输出电压不至于太高，或者是关闭开关电源控制，来避免输出电解电容与后级的用电设备损坏。
那我们就要知道当过压时，是限制电压不要超过一个电压还是要求关闭电源。
只有知道了要求后就根据要求来设计电路。
图1是输出保护电路的一种，这种电路应用非常多，他是用TL431与光耦的搭配，靠光耦的导通来控制原边的控制芯片停机，实现过于保护，的他的好处是过压保护电压精度高，一般应用到后级需要严格控制电源的电源。
他的成本是比较高的。
图2也是一种输出保护电路，这种电路就是在上一个电路的基础上进行了变动，原理是本来利用TL431来检测输出电压的电路改成了一个稳压管，稳压管的精度是没有TL431高的，但是价格比TL431便宜，这也就是他的优势，缺点是他的精度不高，对于这种电路一般应用在没有要求具体多少电压过压的电源，就是在出现过压的时候起到一个保护电解电容的作用，不至于电解电容坏。
上面的两种方法，我们一直看到有一个光耦的存在，这是应为我们的电源是隔离的原因，但是光耦的价格也是不便宜的。
如果不需要过压精度很高，那么我们是不是可以想办法吧光耦去除，而且是能检测输出电压的办法，是不是最好了，那有什么好的办法了，隔离不用光耦，我们是不是就想到用互感器等磁芯器件，但是这又违背了价格便宜的问题，最好是在不增加其他器件的基础上就能实现过压保护功能。
隔离电源我们都会有一个隔离变压器，这是每一个开关电源都有的，那么我们是不是可以利用这一个开关变压器来实现，我们知道电源是有VCC绕组，我们能不能用VCC绕组来实现过压保护了，肯定是可以的，只是精度与一致性不好，但是价格便宜，如果在你的接受范围内的话，是不是很好。
那么就有了下面的电路图，下面Latch脚是芯片检测过压的脚。
上面的三种电路都是对于电源自身反馈环路有问题的时才有作用，那要是输出电压被外电压强制提高怎么办了,很多的时候就想到了，看下面的图，是不是增加了一个TVS，这一个TVS 只能够钳位过压非常短的时间，要是长时间的，可能会坏，但是他的价格便宜。
几款常用的保护电路
几款常用的保护电路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。
1、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。
2、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。
（1）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。
开关电源保护电路原理
开关电源保护电路原理开关电源保护电路是一种用于保护开关电源的电路设计，能够保证开关电源在异常情况下正常工作，提高其稳定性和可靠性。
本文将从开关电源的工作原理、保护电路的分类和常见保护电路的原理等方面进行介绍。
开关电源是一种将电能转换为稳定输出电压或电流的电源装置。
其工作原理是通过控制开关管的导通和截止，使得输入电压以一定的频率和占空比转换为脉冲信号，再经过滤波电路和稳压电路，最终输出稳定的直流电压或电流。
开关电源具有高效率、体积小、重量轻和可调性好等优点，因此被广泛应用于电子设备中。
然而，开关电源在工作过程中可能会遇到多种异常情况，如输入电压过高或过低、输出短路、过载和过温等。
这些异常情况可能会导致开关管损坏、输出电压波动或无输出等问题，严重影响开关电源的稳定性和可靠性。
因此，保护电路的设计就显得尤为重要。
根据保护电路的功能和作用方式，可以将保护电路分为输入保护电路、输出保护电路和过温保护电路等。
输入保护电路主要用于对开关电源的输入电压进行监测和保护，防止过高或过低的输入电压对开关电源产生不利影响。
常见的输入保护电路包括过压保护电路和欠压保护电路。
过压保护电路通过检测输入电压是否超过设定值来进行保护。
当输入电压超过设定值时，保护电路会迅速切断开关管的导通，以防止过高的电压损坏开关管和其他电路元件。
欠压保护电路则是在输入电压低于设定值时进行保护，避免开关电源在低电压下无法正常工作。
输出保护电路主要用于对开关电源的输出电流和电压进行监测和保护。
过载保护电路是其中一种常见的输出保护电路。
它通过检测输出电流是否超过设定值来进行保护。
当输出电流超过设定值时，保护电路会迅速切断开关管的导通，以防止过大的电流对开关管和其他电路元件造成损坏。
另外，还有短路保护电路用于对输出短路情况进行保护。
过温保护电路是为了防止开关电源在长时间高负载工作或环境温度过高时产生过热而设计的。
该保护电路通过检测开关电源的温度来进行保护。
开关电源保护电路
开关电源保护电路§2.3 保护电路一过流保护电路1 过流保护电路的功能和组成* 功能发生过流时，立即某种方式消除过流，保护电路器件不会损坏。
* 产生过流的原因①负载过载或输出短路②整流器件失效③开关管失效④干扰等因素造成的误导通* 简单的保护方法利用熔断器，但动作慢，不足以实现快速保护，一般使用由电子元器件构成的保护电路。
* 组成电流信号检测电路过流信号处理电路封锁开关脉冲电路2 过流保护电路的设计(1)电流传感器检测过流保护电路* 电流信号检测电路D RRS CS CUS①脉冲电流前沿尖峰是由次级整流二极管的反向恢复造成的变压器次级暂时短路引起的。
②脉冲电流后沿尖峰是开关管关断时的初级漏感和引线电感造成的。
③加两级滤波后脉冲电流的前后沿尖峰明显减小。
* 过流信号处理电路①过流一般都是不正常现象，或者是故障，所以过流保护应该是不可以自恢复的。
USR1 R3 U1REF②实现方式，反馈自锁。
UR2③可自锁的处理电路* 封锁开关脉冲电路US R1D1R4R3 U1REF把过流信号处理电路的输出加到集成PWM控制器的保护信号输入端即可。
UR2(2)功率开关管过流状态的自动识别* 根据：GTR、GTO、IGBT等的导通压降是和导通时通过的电流有关的，当管子中电流增加时，其导通压降也会明显上升。
* 功率MOSFET是阻性负载，导通压降也和导通时的电流有关。
* 注意，与截止时的电压相区别。
* 具有快速、可靠、方便的优点。
二输出过压、欠压保护电路1 过压、欠压状态的判断U CC R4 * 比较器A用于输出过压判断。
* 比较器B用于输出欠压判断。
*、调整电阻R1、R2、R3可改变保护点。
U0R1AUBR2上限UHR2 R3 R 2 R 3 R1UCR3B下限ULR3 R 2 R 3 R1UC* 正常时，UB=“0”;保护时，UB=“1”。
2 保护把过压、欠压判断电路的输出加到集成PWM控制器的保护信号输入端即可。
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开关电源常用保护电路
摘要：开关电源工作在高电压下，较大功率的开关电源同时也工作在大电流状态下，并且受到浪涌电流和高压脉冲的威胁，加之开关电源电路复杂，,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.
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
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。
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.。