干货分享：七款保护电路详解

gjhk001

输入欠压保护电路
输入欠压保护电路一
1、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。

2、电路组成（原理图）：



3、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。

4、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。

5、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。

输入欠压保护电路二
1、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。

2、电路组成（原理图）：



3、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)。

4、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。

5、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
输出过压保护电路一
1、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。
2、电路组成（原理图）：



3、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。

4、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。

5、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。

输出过压保护电路二
1、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。

2、电路组成（原理图）：



3、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。

4、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。

5、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
1、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。

2、电路组成（原理图）：



3、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。
4、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。

5、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
1、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。
2、电路组成（原理图）：



3、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。

4、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。

5、应用的注意事项：
5.1  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℃。

5.2  MAX6501 的供电电压不能超过 7V，否则会损坏。

5.3  MAX6501 一定要放置在最热部分的附近。

过温保护电路 - 热敏电阻
1、概述（电路类别、实现主要功能描述）：
本电路采用热敏电阻检测基板温度，热敏电阻阻值随基板温度变化而变化， 热敏电阻阻值的变化导致运放输入电压变化，从而实现运放的翻转控制 PWM 芯片的输出，进而将模块关闭。

2、电路组成（原理图）：



3、工作原理分析(主要功能、性能指标及实现原理，关键参数计算分析)：
R99 热敏电阻是负温度系数热敏电阻，常温时，R99=100k，R99 与 R94 的分压 0.45V 为 U2 运放的负输入，远低于运放的正输入 2.5V（R23 与 R97 分压），因此运放的输出是高电平，对 LM5025 的 SS 端无影响，模块正常工作。

随着基板温度升高，R99 电阻阻值减小，当减小到一定值时，使得运放的负输入大于正输入时，运放输出低电平，将 LM5025 的 SS 拉低，从而关闭模块输出；温度保护点可以适当调整 R94，R23，R97 的阻值而相应地调整。

模块关闭输出后（过温保护），基板温度会降低，R99 阻值会增大，运放的负输入会降低，为使运放的正常翻转，引入电阻 R98，原理是运放输出低后，R98 相当于与 R97 并联，将运放的基准变低，拉开运放正负输入的电压间距，从而实现温度回差。比如基板温度 90℃时保护，80℃时开启。

4、关键参数计算分析
4.1  运放正输入电压：VR97=Vref2=5/（1+R23/R97）=5/（1+10/10）=2.5V

4.2  运放负输入电压 VR94+0.007=VR97=5*R94/(R99+R94）+0.007,

4.3  得出温度保护时热敏电阻的阻值：R99（t）=（Vref*R24/（Vref*R97/（R23+R97）-0.007））-R94

4.4  考虑容差时的计算见下表：





4.5  过温保护时，R99 的值



4.6  R99-SDNT2012X104J4250HT(F)是负温度系数的热敏电阻，25°C 时 100k，过温保护时阻值 10k 左右（见上表），计算温度为：
Rt=R*e(B(1/T1-1/T2)) T1=1/(ln(Rt/R)/B+1/T2))

T2:常温 25°C，上式中 T2=273.15+25=298.15；B：4250±3%；R：25°C 时的电阻值，100k，计算出的 T1 值也是加了 273.15 后的值，因此下表中 t1=T1-273.15，是摄氏度。Rt：温度变化后的阻值，10k，9.704k，10.304k，见上表



4.7  回差

运放输出低后，电阻 R98（51k）就并在 R97 上，将基准拉低，新的基准电压 Vref1=Vref*（R98//R97）/（R23+R98//R97）=2.28V 达到 2.44V 时，R99 的阻值 R99=Vref*R94/Vref1-R94=11.9k R99 达到 10.49k 时，温度按下表计算



温度回差=82.6-77.3=5.3℃

5、电路的优缺点
优点:   温度保护点及温度回差很容进行调整

缺点： 温度准确度偏低

电路比采用温度开关略复杂

温度保护时反映的是热敏电阻附近的基板温度，不能反映模块的最高器件的温度，不过这可以在设计时解决，比如基板温度在 90℃保护，实际板上器件最高温度已达 130℃，就可以适当调整温度保护点，从而起到保护作用。

6、应用的注意事项
尽量将热敏电阻放置在发热器件附近。

cfazyy

顶一顶

shisah

感谢分享