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齐集力量合力解析过压过流保护电路

  工业电子  

cicyxu 2018-09-08

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在电力电子行业会经常用到晶闸管,晶闸管有时会损坏,大多都是因为过流过压保护措施不够完善,没有从根本上解决过流过压问题。这不,网友shaorc最近在设计过压过流保护电路的时候就遇到一些棘手的问题,希望通过广大网友的力量帮忙解决。乐于助人一直都是我们工程师最好的美德,如果你是这方面的专家能手,请不要吝啬分享你的知识,大家共同讨论,经过思绪的碰撞,说不定还能解除萦绕在你脑海里多年的困惑。

shaorc提问:书上是这样解说的,只要出现过压或者过流Uo就通过晶体管VT1触发晶闸管VT2,使之导通并对输出电压钳位。当Uo输出>36V时,VDz3被反向击穿,通过晶体管VT1触发晶闸管VT2导通将输出短路。

分析后,发现无论是过压还是过流,最终都要形成,变压器的输出(左上角那一路)和VD10、VT2形成回路,来形成短路。有以下疑问:
【1】图中L2的部分可不可以当作是一个普通的电感来看,这样看起来不习惯,像个变压器。
【2】过压时,VT2如何导通的?晶闸管的导通需要正向施压,这个有了,可门极没有触发啊?
【3】过流时,VT2是怎么导通?此时的电流如何流动?而且根据PNP三极管导通条件,

R10上的电压增大,那么Vb<Ve可能不成立了,那么VT1此时是不导通,这样如何触发VT2?

齐集力量合力解析过压过流保护电路


来看看热心的网友都怎么说的。


airwill:过电压, 通过 PC817 检测到信号发送到光藕另外一侧。过电流通过 R9 采样, VT1 放大后触发VT2 关断源边, 这个关断方式不是很好哦。

san123sui:过压保护有光耦去限制,过流保护是在R9两端电压达到VT1的导通电压,就会触发VT2形成短路,这会让主边的开关电源芯片工作异常,会出问题的。

maychang:【1】图中L2的部分可不可以当作是一个普通的电感来看,这样看起来不习惯,像个变压器。本来就是一个变压器,初级次级不分,两部分匝数相等,绕在同一铁心上。这种东西,往往称为共模电感。
【2】过压时,VT2如何导通的?晶闸管的导通需要正向施压,这个有了,可门极没有触发啊?过压时,VD23被击穿,R14两端电压触发VT2。
【3】过流时,VT2是怎么导通?此时的电流如何流动?而且根据PNP三极管导通条件,R10上的电压增大,那么Vb<Ve可能不成立了,那么VT1此时是不导通,这样如何触发VT2?过流时,R9两端电压超过VT1基极-发射极导通电压(约0.7V),VT1导通,其集电极电流流过R11和R14,R14上压降若是超过VT2触发电压,则VT2导通。R10两端电压,因基极电流不大,可以不予考虑。

这是个不大靠谱的保护电路。VT2被触发导通又会怎样?无非是将变压器T右上的那个绕组短路。但这是个开关电源,而功率开关部分照样工作,甚至可能因VT2导通而使PC817无电流流过,开关电源反而要增加PWM占空比。

shaorc:出现过压或者过流后,Uo通过VT1触发VT2,使之导通并对输出电压钳位,并在30ms后将开关电源PKS606Y关断,在书上也没有画出开关电源部分。只要PKS606Y在30ms内未收到反馈信号,就被锁存关断。

leiannuo:现在过压过流保护哪里还要设计的那么复杂,过压直接用TVS管进行钳位;过流直接用自恢复保险丝进行保护就好---成本也可以降低很多!

maychang:用TVS管,用自恢复保险,都是过压过流的保护方法。但TVS管和自恢复保险并不是所有地方都适用的。

aylboy0001:1、L2可以看出普通电感分析,共模电感也是电感一种,只是能滤除共模噪声;
2、过压时稳压管导通会有反向导通电流,反向导通电流由流过R9和R10的电流相加得出,三极管VT2基极有电流流出,那三极管就是处于导通状态了,此时VT2符合VA>VK和VG为高电压的条件,晶闸管饱和导通;
3、过流时,是R9上的压降就是VT2的发射极电压和基极电压的压差,按照你这个如果电流超过2.1A差不多Vbe=-0.7V,再增大电流,三极管就导通了啊,此时VT2符合VA>VK和VG为高电压的条件,晶闸管饱和导通。R10的电压就是R9右侧电压了啊,不存在Vb<Ve不成立的问题啊。

晓晓江南:长的像变压器的元件应该是扼流圈,用于抑制共模信号;VDZ3,R14用于过压保护(当Uo>36V时,VDZ3击穿导通,从而使VT2导通,降低Uo);R9,R10,VT1,R11用于过流保护(过流时,通过R9的电流增大,使VT1导通,从而使VT2导通,拉低输入电压,降低R9两端的压差,从而有效控制电流变化范围)。

shaorc继续追问:

【1】稳压管反击击穿后,我只知道VT1的电流,是从图中上端流下来,到达R11,那R9和R10上的电流的方向怎么流的?

【2】在你回复的第二条中的第二句,说三极管VT2有基极电流流出,这里是不是应该是VT1啊?
【3】过流时的保护,可不可以这么理解,过流时,VT1的发射极电流增大,R9为电流采样电阻,转化为电压,使得VT1的基极电压增加,慢慢直到VT1导通,VT1导通后,就给VT2的触发极高电压,而此时VT2本来就是正偏,所以VT2导通?

还有人可以给出更好的答案吗?欢迎大家来我们的技术问答继续讨论。

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