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四保护电路 " C% |) T* r" S [" W% V
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保护电路可分过压保护和过流保护两种在开关稳压电源工作过程中常因为某种原因使电源输出电压突然升高而有可能损坏负载元件对于串联式开关电源发生过压现象多数是由于功率开关管击穿短路造成的对于无工频变压器开关电源出现过压现象往往是由于控制电路发生故障而引起的所以过压保护电路是为了保护负载元件的在显示器中主要元件有行输出管和场输出管或场扫描集成电路等同样负载会因为某种原因发生过电流或负载短路现象过流保护电路是为保护电源的对于显示器主要的保护元件有功率开关管高频脉冲整流管等 ' _2 q' W/ J' M y( I3 {
& T1 |$ e7 l# d1 过压保护电路
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过压保护电路主要元件一般采用可控硅整流器尤其采用小电流的可控硅整流器其工作时间是相当快的一般在1_秒钟以内控制灵敏度也是相当高的一般在1mA 以下用可控硅整流器组成的过压保护电路比较简要组装和调试均较方便图1.101 是VOLTRON VGA 显示器行输出电源过压保护电路图中90V 为行输出电源电压可控硅整流器Q104 和电阻R123 R118 电容C125以及稳压管D110 组成过压保护电路8V 电压经降压后6.3V 作为显像管灯丝电压T101为电源开关变压器过压保护原理当开关电源由于失控而使输出电压升高时使稳压管D110 击穿经电阻R118 和R123 分压加在可控硅控制端G 上可控硅导通因为可控硅内阻很低压降很小约1V 左右使90V 电压降为零保护了行输出管而不被损坏无工频变压器开关电源特别是脉宽调制型的开关电源产生过压的可能性是不大的但是有些电源由于选用电路或元件不当还会发生过电压现象而损坏元件例GW-300 显示器它的电源是单管自激式脉宽频率混合调制其中有三个主要元件电容C327 C328C330 的容量大小和性能好坏对输出电压的稳定有很重要的作用曾多次发现因为该电容的容量变化或性能变坏而使输出电压从正常值113V 上升到127V～135V 而损坏场输出管D2344 严重时可能损坏行输出管因此在设计电源时还是应该考虑过压保护电路的下 面举一个过压保护电路实例图1.102 是CTX-2 电源过压保护电路图1.102 CTX-2 显示器过压保护电路图中稳压管D13 D13A 可控硅Q5 MCR72 电阻R23 和电容C28 组成过压保护电路工作过程个稳压管稳压为119V 当行输出电压超过119V 时两个串联稳压管击穿使可控硅Q5 导通可控硅导通时两端电压很低约为1V 左右所以72V 电压下降到1V 并可听到可控硅嗒嗒声响电源不能工作从而保护了行输出管
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2 过流保护 3 t( H# K, v r7 l6 Q
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过流保护电路的形式较多按其工作类型常分为三种
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3 Z) A3 S! A/ f8 ~9 h( i* W限流式 $ h) A) q' j% X: E' {3 O
5 R( M) z# W( G8 S: p2 B减流式 % I6 {) x8 |+ F" m& E, }
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电流截止式
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它们的过流保护特性如图1.103 所示限流式保护电路结构简单工作可靠使用方便带容性负载能力强故障排除后能自动恢复正常工作在输出电流不大的稳压电源中应用较多但在电源短路后电源的剩余电流较大使开关管损耗也较大因而在大电流输出情况下很少使用图1.104 是限流式过流保护电路电路检测信号从A 点经二极管送入三极管Q 使其导通从集电极输出送给脉宽调制器改变脉冲的占空比使输出电流限制在允许范围内调节R3 与R4 可改变最大允许值 减流式保护电路和限流式保护电路一样当过电流消除后稳压电源能自动恢复正常工作在电源短路后使电源的剩余电流较小开关管的功耗小带容性负载能力强是常用的保护电路之一一般用于低于12V 的稳压电源中 过流保护电路中的过流信号的取得一般有两种一种是采用电流互感器这在微型计算机主机电源上应用较为广泛在显示器电源中一般不用第二种方式是通过电阻取样这种式简单在显示器电源中得到广泛应用比如从开关管发射极电阻场效应管为源极电阻取样也有的通过输出端电路中的电阻取样图1.105 是CASPER VGA 显示器中的过流保护电路从开关管发射极电阻取样的实R907 是发射极反馈电阻即过流信号取样电阻该电路是显示器中常用的典型电路它的工作原理是过流信号通过电阻R906 电容C922 加到三极管Q902 的基极改变基极的电位通过三极管Q902 放大后从集电极输出送给开关管Q901 改变开关管Q901 的导通时间从而限制了过电流保护了开关管
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五实际电路分析
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现以ENVISION CM-F336/337 VGA 多频显示器电源为例该机电源是它激式并联开关隐压电源因此电路比较复杂电路采了两个场效应晶体管作为功率开关管两个单端双列直插式脉宽调制器集成电路UC3842 开关变压器前级部分电路UC3842 振荡频率采取了稳频控制它的电源电压也采取了稳压措施开关电源具有过流保护功能行输出电源采用它激并联型开关稳压电源脉宽调制器采用了稳频措施稳压电路由B+电压控制现将电源几个主要功能块的特点介绍如下 . y- r, L# ~9 D, J$ z
8 k- }3 A& e) K" S3 W6 l1 变换器 + s: ]. ~) g. I7 d; w# f, ^
6 T5 ]! ~ F" b+ u E! {3 x0 u变换器中的功率开关管采用场效应晶体管,与UC3842 脉宽调制器配合使用是最隹的搭配使变换器工作稳定漏极D 与300V 直流电压供电之间接有保护电阻R907 当漏电流过大时可将电阻烧断从而保护了场效应管在场效应管的栅极接有稳压二极管以使场效应管工作稳定并起保护作用在源极接有负反馈电阻以提供电流检测信号及过电流信号变换器脉冲变压器次级线圈中11 脚抽头的脉冲经过整流滤波得到115V 直流电压,作为后置它激式并联型开关稳压电源的直流输入电压而该电压与300V 不一样是经过前级稳压的
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7 \3 |, I% l' _( G/ z T2. 脉宽调制器 7 {! Y+ L! ~5 T
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该芯片的电源电压启动电压是300V 经过一个有源滤波器Q902 ZD901 稳压后分压得到当变换器没工作的时候芯片起振后是由脉冲变压器的一个线圈产生的脉冲电压经过整流滤波所得到直流电压供电脉宽调制器第二个特点为了保证芯片的振荡频率稳定采用了行输出回扫脉冲逆程脉冲锁定的方法即利用行输出变压器次级一个线圈所产生的脉冲为了防止芯片的振荡频率影响显示器高压保护电路的正常工作在电路方面采用了变压器耦合方式而且采用射极跟随器输出电路 2 _2 V3 e$ c& W, u2 ?5 p
- r r1 _2 Q F, T, T+ f过流保护电路由三极管Q905 Q906 Q907 精密稳压源IC904 TL431 等元件组成电路见图1.108 当显示器工作在正常情况下加在IC901 控制极R 上的电压很低IC904不能工作三极管均处于截止状态Q905 集电极电压等于IC901-8 脚的5V 的基准电压Q906 Q907 的集电极电压与IC901-7 脚的电源电压相等因此对UC3842 的工作没有影响当电源负载电流突然加大超过允许值或负载发生短路时,场效应管的源极电流也突然加大,这时加在IC904 控制极R 上的过电流信号加大使其工作Q905 基极电压由原来的5V 电压降到3V 左右因此该管处于深饱和工作状态Q905 集电极电流通过二极管D915 流入Q907 的基极使Q907 工作在深饱和状态集电极电压突然几乎下降到0V结果Q906 也处于深饱和导通状态集电极电压下降到1V 左右这时UC3842 的电源电压也被拉下来于是停止振荡6 |
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发表于 2010-5-27 20:19:40
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