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引言

直流穩壓電源設備與我們的直流穩壓電源工作和生活關系越來越密切，直流穩壓電源設備一個核心的部分就是直流穩壓電源．直流穩壓電源作為一切直流穩壓電源產品的供電設備．可靠的性能只是其一， 重要的是直流穩壓電源的保護功能。在我們生活看到常見的一些負載，比如說電梯，地鐵屏蔽門等，這些都是感性負載，當屏蔽門開門時，需要大直流穩壓電源電流來驅動，同樣關門時也需要大直流穩壓電源電流來驅動．而且在開關門時容易過載。時間也要求過載能維持1 S左右，系統也不能保護，這樣對直流穩壓電源系統的可靠性。穩定性要求就非常高。

目前，大部分直流穩壓電源設備中都是采用過流后保護、逐波直流穩壓電源限流、過載直流穩壓電源限流和短路保護，而不能滿足部分感性負載，比如能維持一定的過載時間后再直流穩壓電源限流，要求系統不保護，并且需要動態響應快和高可靠性。

1 常用的直流穩壓電源限流保護電路

1．1電阻初級直流穩壓電源限流電路

過直流穩壓電源電流的設定一般為額定直流穩壓電源電流的110％ ～130％，一般都是自恢復型的。

圖1所示。是比較常用的過流保護電路．主要是檢測反激或正激變換器中的初級的直流穩壓電源電流大小，通過IC來控制PWM的驅動方波。

對于圖1，是由UC3845構成的開關直流穩壓電源部分電路，UC3845的腳7為供電端，為UC3845提供啟動直流穩壓電源電壓；引腳2VFB為誤差放大器的反相輸入端，為UC3845提供負反饋直流穩壓電源電壓，其規律是此腳直流穩壓電源電壓越高驅動脈沖的占空比越小，以此穩定輸出直流穩壓電源電壓。腳4和腳8外接的R54、C41 決定了振蕩頻率。其振蕩頻率的最大值可達500 kHz。R42、C36 用于改善增益和頻率特性。腳6輸出的方波信號經 。R8、R9分壓后驅動MOSFEF功率管；變壓器一次側繞組的能量傳遞到二次側各繞組，經整流濾波后輸出各數值不同的直流直流穩壓電源電壓供負載使用。

1．2逐波直流穩壓電源限流電路

逐波直流穩壓電源限流電路是高頻大功率開關電路的過載保護電路，電路一般采用比較器監測直流穩壓電源電流的大小，以減少直流穩壓電源電流檢測環節，加快直流穩壓電源電流檢測速度，有效縮短直流穩壓電源限流時間；前級RC濾波對直流穩壓電源限流速度有影響，但對于干擾有很大的抑制作用，能避免誤封鎖動作的發生。當電路檢測到開關管過流時封鎖開關管驅動脈沖，過流信號消失后保持驅動脈沖的封鎖狀態，直至下一開通脈沖到來時再解除封鎖。其主要優點是不僅能對開關管過載做出有效的保護，而且避免了開關管在開通周期內多次開關所帶來的損傷。輸出直流穩壓電源電流達額定直流穩壓電源電流的3．75～4．2倍時，實現PULSE BY PULSE直流穩壓電源限流。

2 一種安全可靠的過載直流穩壓電源限流控制到額定直流穩壓電源電流的電路

以上介紹的兩種直流穩壓電源限流保護電路，可以起到保護電路的作用，但是不能滿足部分感性過載問題，以下我們主要介紹一種可以短時間過載后直流穩壓電源電流限制到額定直流穩壓電源電流的控制電路。

(1)電路原理圖

短時間過載后直流穩壓電源電流限制到額定電流的控制電路如圖2所示。

(2)直流穩壓電源工作原理解析

① 當輸出直流穩壓電源電流小于20 A(額定直流穩壓電源電流)時

此時/Om信號電壓小于66 mV/A.20.4 A = 1.346 V，所以比較器U,6-A的腳1為高電平4.98 V， 經過知、心充電到U16-B的腳5得到4.98 V，充電 時間一尺98.(：58，而Ul6-B的腳6電壓為3.3V，此時的U16-B的腳7懸空，那么 Ul5-B 的腳 5 電壓為 98.02 mV/A.20.4 A=1.99V，經電壓跟隨器Ul5-B后由/9，和知分壓得到1.346 V,使得U15-A的腳1基準電壓為0~ 1.346 V，對應的電流負載0?20.4 A，而U『A的腳2 也是隨著負載0-20.4 A，對應腳2的電壓為0? 1.3舶V，經過誤差放大器使得輸出電流從0?20.4 A 之間穩定地輸出。當輸出電流小于20 A時，輸出電 流可從0?20 A穩定輸出。

② 當輸出直流穩壓電源電流為20～50 A(過載)時

而在這1.96 s放電過程中，Ul5-A的腳3電壓 基準是 98.02 mWA.(20 A~50 346

3.3 V，另外輸出電流采樣/咖電壓為(2〇,4 A~50 A).

66 mV/A=1.346 V~3.3 V,所以在 1.96 s 放電

③ 當輸出直流穩壓電源電流為大于50 A(過載)時

此時/out信號電壓大于66 mV/A*50 A=3.3 V， 所以比較器U16-A的腳1為低電平0.2 V，而Ul6-B 的腳5電壓由4,98 V經放電過程，當 Ul6-B的腳5電壓放電到腳6的3.3 V時，比較器 Uw-B要發生翻轉，此時U,6-B的7腳輸出低電平 0.2 V，同樣放電時間《2=1.96 s,而在這1.96 s放電過 程中，/_=98.02 mV.50 A=4.98 V，而/_的量程最大 為4.98 V，達到飽和了，所以U15-A的腳3電壓基 準 3.3 V。“此時 U15-A 的腳 3 基準電 壓降到1.32 V，輸出電流從50 A將減小到20 A，由 于U15-A的腳3基準正好是20 A對應的1.32 V，這 樣輸出電流就維持到20 A，達到了限流的目的。

3 直流穩壓電源限流電路實際應用比較

對于以上介紹的3種直流穩壓電源限流電路，在實際使用中，應用對比如表1所列

(1) 電阻初級直流穩壓電源限流的特點

表1 3種限流電路的對比

電路保護模式	應用范圍	功率范圍	電流	保護性能	功耗
電阻初級限流	開關電源	小功率	小	差	大
逐波限流	UPS /逆變器	大功率	大	較好
額定限流	UPS /逆變器	中功率	介于以上之間	好

 

所用直流穩壓電源元器件少，調試比較容易。

(2)逐波直流穩壓電源限流的特點

對于直流穩壓電源限流速度，過流發生到封鎖驅動脈沖時間應盡量短(太大的延遲會使直流穩壓電源限流點超出范圍)，但不能產生誤封鎖；對于驅動脈沖封鎖解除時間，只能在下一開通周期解除封鎖。以避免開關管在一個開通周期內多次開關。

(3) 額定直流穩壓電源電流直流穩壓電源限流電路的優點

采用一種短時間過載后直流穩壓電源電流限制到額定直流穩壓電源電流的控制電路，電路結構簡單，動態響應快，可靠性高，能滿足部分感性負載過載問題。

4 結束語

直流穩壓電源作為一切直流穩壓電源產品的供電設備。性能雖是產品的基本要求，但是直流穩壓電源自身的保護措施也尤為重要，本文介紹了3種直流穩壓電源限流保護的措施，對于額定直流穩壓電源限流保護電路，根據實際電路原理分析，在短時間過載后直流穩壓電源電流可以限制到額定直流穩壓電源電流，以保證直流穩壓電源正常直流穩壓電源工作。關于直流穩壓電源限流保護電路，還有基極驅動直流穩壓電源限流、無功耗直流穩壓電源限流等其它保護電路，各有其優勢．設計時可根據實際需要選擇合適的直流穩壓電源限流電路，以達到理想的保護措施，提高直流穩壓電源的可靠性。