開關電源各種保護電路實例詳細解剖
原標題：開關電源各種保護電路實例詳細解剖
輸入欠壓保護電路一
1、概述(電路類別、實現主要功能描述)：
該電路屬於輸入欠壓電路，當輸入電壓低於保護電壓時拉低控制晶元的供電Vcc，從而關閉輸出。
2、電路組成(原理圖)：
3、工作原理分析(主要功能、性能箭及實現原理)
當電源輸入電壓高於欠壓保護設定點時， A 點電壓高於 U4 的 Vref ， U4 導通， B 點電壓為低電平， 04 導通， Vcc 供電正常：當輸入電壓低於保護電壓時， A 點電壓低於 U4 的 Vref ， U4 截止， B 點電壓為高電平， Q4 截止，從而 Vcc 沒有電壓，此時 Vre 他為低電平，當輸入電壓逐漸升高時， A 點電壓也逐漸升高，當高於 U4 的 Vref ，模塊又正常工作。 R4 可以設定欠壓保護點的回差。
4、電路的優缺點該電路的優點：電路簡單，保護點精確
缺點：成本較高。
5、應用的注意事項：使用時注意 R ， ， RZ 的取值，有時候需要兩個電阻並聯才能得到需要的保護點。還需要注意 R1 ， RZ 的溫度係數，否則高低溫時，欠壓保護點相差較大。
輸入欠壓保護電路二
1、概述(電路類別、實現主要功能描述)：
輸入欠壓保護電路。當輸入電壓低於設定欠壓值時，關閉輸出；當輸入電壓升高到設定恢復值時，輸出自動恢復正常。
2、電路組成(原理圖)：
3、工作原理分析(主要功能、性能指標及實現原理)：
輸入電壓在正常工作範圍內時， Va大於VD4的穩壓值，VT4導通，Vb為0電位，VT5截止， 此時保護電路不起作用；當輸入電壓低於設定欠壓值時，Va小於VD4的穩壓值，VT4截止，Vb為高電位，VT5導通，將COMP(晶元的1腳)拉到0電位，晶元關閉輸出，從而實現了欠壓保護功能。 R21、VT6、R23組成欠壓關斷、恢復時的回差電路。當欠壓關斷時，VT6導通，將R21與R2並聯，
恢復時，VT6截止，
回差電壓即為(Vin』-Vin)。
4、電路的優缺點
優點：電路形式簡單，成本較低。
缺點：因穩壓管VD4批次間穩壓值的差異，導致欠壓保護點上下浮動，大批量生產時需經常調試相關參數。
5、應用的注意事項：
VD4應該選溫度係數較好的穩壓管，需調試的元件如R2應考慮多個並聯以方便調試。
輸出過壓保護電路一
1、概述(電路類別、實現主要功能描述)：
輸出過壓保護電路。當有高於正常輸出電壓範圍的外加電壓加到輸出端或電路本身故障(開環或其他)導致輸出電壓高於穩壓值時，此電路會將輸出電壓鉗位在設定值。
2、電路組成(原理圖)：
3、工作原理分析(主要功能、性能指標及實現原理)：
輸出過壓時，加在VD3上的電壓大於其穩壓值時，VD3導通，輸出電壓被鉗位，同時通過IC4向原邊反饋。
4、電路的優缺點
優點：電路形式簡單，成本較低。
缺點：因穩壓管VD3批次間穩壓值的差異，導致過壓鉗位點上下浮動，大批量生產時需經常調試相關參數。
5、應用的注意事項：
VD3應該選溫度係數較好的穩壓管，需調試的元件如R32應考慮多個並聯以方便調試。
當過壓保護電路起作用時，電路處於非正常工作狀態。對於有輸出電壓上下調功能的電路，過壓保護點應大於輸出電壓上調最大值。
輸出過壓保護電路二
1、概述(電路類別、實現主要功能描述)：
輸出過壓保護電路。當有高於正常輸出電壓範圍的外加電壓加到輸出端或電路本身故障(開環或其他)導致輸出電壓高於正常值時，此電路會將輸出電壓穩定在設定值。
2、電路組成(原理圖)：
3、工作原理分析(主要功能、性能指標及實現原理)：
輸出過壓時，Va>Vref，IC3導通，通過IC4向原邊反饋，輸出電壓穩定在設定的過壓保護值。
4、電路的優缺點
優點：輸出過壓保護值可以精確設置。
缺點：相對穩壓管鉗位方式成本稍高一些。
5、應用的注意事項：
當過壓保護電路起作用時，電路處於非正常工作狀態。對於有輸出電壓上下調功能的電路，過壓保護點應大於輸出電壓上調最大值。
過壓保護自鎖控制電路
3、工作原理分析(主要功能、性能指標及實現原理)：
上圖中為隔離的自鎖型控制電路。當過壓保護信號CONTROL端給出一個高電平時，U1中的三極體導通，VCC為整個電路的供電端。Vcc經R5給Q2一個基極電流，Q1導通並進入飽和狀態，SHUT端被Q2拉至低電平，PWM關閉電源無輸出。Q2同時控制Q1的導通。當 Q2導通時，Q1的基極電流經R2到地，Q1導通，經R3再提供一個基極電流給Q2，維持Q2的導通。Q1及R1、R2、R3構成了Q2的正反饋電路。
4、電路的優缺點
優點：可有效的進行自鎖保護，整個電路等效於一個可控硅。
缺點： 整個電路需要一個固定的Vcc。當PWM電源端無供電時，也需保證上圖中VCC電壓的存在。
5、應用的注意事項：
1)此電路要有持續的供電自鎖才有效。
2)此電路不宜使用在無人值守的電源系統里。
過溫保護電路
1、概述(電路類別、實現主要功能描述)：
該電路屬於過溫保護電路，但溫度高於設定的保護點時，關閉模塊輸出，當溫度恢復後自動開啟模塊。
2、電路組成(原理圖)：
3、工作原理分析(主要功能、性能箭及實現原理)當電源輸入電壓高於欠壓保護設定點時， A 點電壓高於 U4 的 Vref ， U4 導通， B 點電壓為低電平， 04 導通， Vcc 供電正常：當輸入電壓低於保護電壓時， A 點電壓低於 U4 的 Vref ， U4 截止， B 點電壓為高電平， Q4 截止，從而 Vcc 沒有電壓，此時 Vre 他為低電平，當輸入電壓逐漸升高時， A 點電壓也逐漸升高，當高於 U4 的 Vref ，模塊又正常工作。 R4 可以設定欠壓保護點的回差。
4、電路的優缺點該電路的優點：電路簡單，保護點精確
缺點：成本較高。
5、應用的注意事項：使用時注意 R ， ， RZ 的取值，有時候需要兩個電阻並聯才能得到需要的保護點。還需要注意 R1 ， RZ 的溫度係數，否則高低溫時，欠壓保護點相差較大。
過溫保護電路-熱敏電阻
1、概述(電路類別、實現主要功能描述)：
本電路採用熱敏電阻檢測基板溫度，熱敏電阻阻值隨基板溫度變化而變化， 熱敏電阻阻值的變化導致運放輸入電壓變化，從而實現運放的翻轉控制PWM晶元的輸出，進而將模塊關閉。
2、電路組成(原理圖)：
3、工作原理分析(主要功能、性能指標及實現原理，關鍵參數計算分析)：
R99熱敏電阻是負溫度係數熱敏電阻，常溫時，R99=100k，R99與R94的分壓0.45V為U2運放的負輸入，遠低於運放的正輸入2.5V(R23與R97分壓)，因此運放的輸出是高電平，對LM5025的SS端無影響，模塊正常工作。
隨著基板溫度升高，R99電阻阻值減小，當減小到一定值時，使得運放的負輸入大於正輸入時，運放輸出低電平，將LM5025的SS拉低，從而關閉模塊輸出；溫度保護點可以適當調整R94，R23，R97的阻值而相應地調整。
模塊關閉輸出後(過溫保護)，基板溫度會降低，R99阻值會增大，運放的負輸入會降低，為使運放的正常翻轉，引入電阻R98，原理是運放輸出低後，R98相當於與R97並聯，將運放的基準變低，拉開運放正負輸入的電壓間距，從而實現溫度回差。比如基板溫度90℃時保護，80℃時開啟。
4、關鍵參數計算分析
4.1 運放正輸入電壓：VR97=Vref2=5/(1+R23/R97)=5/(1+10/10)=2.5V
4.2 運放負輸入電壓VR94+0.007=VR97=5*R94/(R99+R94)+0.007，
4.3 得出溫度保護時熱敏電阻的阻值：R99(t)=(Vref*R24/(Vref*R97/(R23+R97)-0.007))-R94
4.4 考慮容差時的計算見下表：
4.5 過溫保護時，R99的值
4.6 R99-SDNT2012X104J4250HT(F)是負溫度係數的熱敏電阻，25°C時100k，過溫保護時阻值10k左右(見上表)，計算溫度為：
Rt=R*e(B(1/T1-1/T2)) T1=1/(ln(Rt/R)/B+1/T2))
T2：常溫25°C，上式中T2=273.15+25=298.15；B：4250±3%；R：25°C時的電阻值，100k，計算出的T1值也是加了273.15後的值，因此下表中t1=T1-273.15，是攝氏度。 Rt：溫度變化後的阻值，10k，9.704k，10.304k，見上表
4.7 回差
運放輸出低後，電阻R98(51k)就並在R97上，將基準拉低，新的基準電壓 Vref1=Vref*(R98//R97)/(R23+R98//R97)=2.28V 達到2.44V時，R99的阻值R99=Vref*R94/Vref1-R94=11.9k R99達到10.49k時，溫度按下表計算
溫度回差=82.6-77.3=5.3℃
5、電路的優缺點
優點： 溫度保護點及溫度回差很容進行調整
缺點： 溫度準確度偏低
電路比採用溫度開關略複雜
溫度保護時反映的是熱敏電阻附近的基板溫度，不能反映模塊的最高器件的溫度，不過這可以在設計時解決，比如基板溫度在90℃保護，實際板上器件最高溫度已達130℃，就可以適當調整溫度保護點，從而起到保護作用。
6、應用的注意事項
盡量將熱敏電阻放置在發熱器件附近。
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