24V開關(guān)電源常用的幾種保護(hù)電路
來源:青島匯達(dá)創(chuàng)業(yè)科技有限公司
2013年06月26日 09:19
1.防浪涌軟啟動電路
24V開關(guān)電源的輸入電路大都采用電容濾波型整流電路,在進(jìn)線電源合閘瞬間,由于電容器上的初始電壓為零,電容器充電瞬間會形成很大的浪涌電流,特別是大功率開關(guān)電源,采用容量較大的濾波電容器,使浪涌電流達(dá)100A以上。在電源接通瞬間如此大的浪涌電流,重者往往會導(dǎo)致輸入熔斷器燒斷或合閘開關(guān)的觸點燒壞,整流橋過流損壞;輕者也會使空氣開關(guān)合不上閘。上述現(xiàn)象均會造成開關(guān)電源無法正常工作,為此幾乎所有的開關(guān)電源都設(shè)置了防止流涌電流的軟啟動電路,以保證電源正常而可靠運行。
2.過壓、欠壓及過熱保護(hù)電路
進(jìn)線電源過壓及欠壓對開關(guān)電源造成的危害,主要表現(xiàn)在器件因承受的電壓及電流應(yīng)力超出正常使用的范圍而損壞,同時因電氣性能指標(biāo)被破壞而不能滿足要求。因此對輸入電源的上限和下限要有所限制,為此采用過壓、欠壓保護(hù)以提高電源的可靠性和安全性。
溫度是影響電源設(shè)備可靠性的zui重要因素。根據(jù)有關(guān)資料分析表明,電子元器件溫度每升高2℃,可靠性下降10%,溫升50℃時的工作壽命只有溫升25℃時的1/6,為了避免功率器件過熱造成損壞,在開關(guān)電源中亦需要設(shè)置過熱保護(hù)電路。
3.缺相保護(hù)電路
由于電網(wǎng)自身原因或電源輸入接線不可靠,24V開關(guān)電源有時會出現(xiàn)缺相運行的情況,且掉相運行不易被及時發(fā)現(xiàn)。當(dāng)電源處于缺相運行時,整流橋某一臂無電流,而其它臂會嚴(yán)重過流造成損壞,同時使逆變器工作出現(xiàn)異常,因此必須對缺相進(jìn)行保護(hù)。檢測電網(wǎng)缺相通常采用電流互感器或電子缺相檢測電路。由于電流互感器檢測成本高、體積大,故開關(guān)電源中一般采用電子缺相保護(hù)電路。圖5是一個簡單的電子缺相保護(hù)電路。三相平衡時,R1~R3結(jié)點H電位很低,光耦合輸出近似為零電平。當(dāng)缺相時,H點電位抬高,光耦輸出高電平,經(jīng)比較器進(jìn)行比較,輸出低電平,封鎖驅(qū)動信號。比較器的基準(zhǔn)可調(diào),以便調(diào)節(jié)缺相動作閾值。該缺相保護(hù)適用于三相四線制,而不適用于三相三線制。電路稍加變動,亦可用高電平封鎖PWM信號。
4.短路保護(hù)
24V開關(guān)電源同其它電子裝置一樣,短路是zui嚴(yán)重的故障,短路保護(hù)是否可靠,是影響開關(guān)電源可靠性的重要因素。IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)兼有場效應(yīng)晶體管輸入阻抗高、驅(qū)動功率小和雙極型晶體管電壓、電流容量大及管壓降低的特點,是目前中、大功率開關(guān)電源zui普遍使用的電力電子開關(guān)器件。IGBT能夠承受的短路時間取決于它的飽和壓降和短路電流的大小,一般僅為幾μs至幾十μs。短路電流過大不僅使短路承受時間縮短,而且使關(guān)斷時電流下降率di/dt過大,由于漏感及引線電感的存在,導(dǎo)致IGBT集電極過電壓,該過電壓可在器件內(nèi)部產(chǎn)生擎住效應(yīng)使IGBT鎖定失效,同時高的過電壓會使IGBT擊穿。因此,當(dāng)出現(xiàn)短路過流時,必須采取有效的保護(hù)措施