高頻開關(guān)整流器的輸入、輸出保護(hù)功能是必不可少的。其輸入端保護(hù)主要是針對輸入電源電壓過高和瞬時(shí)尖峰電壓對高頻開關(guān)整流器輸入回路及功率開關(guān)管的損壞。整流器輸出端負(fù)載的短路或嚴(yán)重過載都會造成整流器輸出端和變換器的損壞。本節(jié)介紹幾種輸入電路及輸出電路的保護(hù)方法。
輸入端連續(xù)過電壓保護(hù)
輸入端連續(xù)過電壓主要指電網(wǎng)電壓在一定時(shí)間內(nèi)連續(xù)超過整流器輸入端的允許輸入電壓上限值。此種情況的過壓保護(hù)一般采用兩種方式。如圖3-43是其中一種過壓保護(hù)電路。其工作過程介紹如下。
輸入交流電源經(jīng)整流橋和濾波電容C后成為平滑直流電,經(jīng)電阻R、R2分壓后,在A點(diǎn)得到取樣電壓VA。并送至電壓比較器的同相輸入端。B點(diǎn)電壓由穩(wěn)壓二極管Dz的穩(wěn)壓值決定,因此經(jīng)R、R.分壓后的反相輸入電壓V。保持穩(wěn)定。
輸入交流電壓在允許輸入范圍內(nèi),A點(diǎn)電壓低于電壓比較器反相端輸入電壓V。,此時(shí)電壓比較器輸出為零,三極管VT:及 VT。截止,其集電極與發(fā)射極之間呈高阻態(tài)。當(dāng)輸入電壓超過允許上限值時(shí),A點(diǎn)電壓上升,并高于電壓比較器反相端輸入電壓V。此時(shí)電路發(fā)生翻轉(zhuǎn),比較器輸出高電位,三極管VT。
導(dǎo)通呈低阻態(tài),此低阻態(tài)可用來將PWM芯片的基準(zhǔn)輸出關(guān)閉,或?qū)WM芯片的供電關(guān)閉,使DC/DC變換器停止工作,因?yàn)樽儞Q器的功率開關(guān)管在靜止時(shí)其耐壓值會提高一倍。為了避免主電路在過壓保護(hù)點(diǎn)附近產(chǎn)生反彈振蕩,在電壓比較器的輸出端與反相輸入端設(shè)置了回差電路,當(dāng)電壓比較器翻轉(zhuǎn)時(shí)VT:導(dǎo)通,將R。
的阻值減小,反相輸入端參考電壓Ve也隨之降低,只有在輸入電壓下降到一定值時(shí)控制電路才能再翻轉(zhuǎn),使DC/DC變換器恢復(fù)正常工作。
此保護(hù)電路較簡單,便于調(diào)試,制造成本較低。其缺點(diǎn)是過壓保護(hù)不徹底,DC/DC變換器雖然停止,工作功率開關(guān)管得到保護(hù),但如果輸入電壓繼續(xù)上升,超過了輸入濾波電容C的耐壓值時(shí),電容C;將會過壓擊穿。
另一種過壓保護(hù)電路。由可看到這種保護(hù)方式為切斷式,比上述保護(hù)電路增加了一個(gè)輔助電源和保護(hù)繼電器。輔助電源由工頻變壓器T、整流二極管D:、D。及濾波電容C組成。主電路正常工作時(shí)直流電源電壓Vc高于輔助電源的輸出電壓,過壓保護(hù)電路由直流電源Vc供電,繼電器J的觸點(diǎn)K;吸合為后級電路供電。
當(dāng)輸入電壓升高至過壓保護(hù)點(diǎn)時(shí),過壓保護(hù)電路發(fā)生翻轉(zhuǎn),繼電器J.的觸點(diǎn)釋放,后級電路被切斷,此時(shí)直流電源Ve停止為過壓保護(hù)控制電路供電,同時(shí)輔助電源接續(xù)為其供電,直到輸入電壓降至允許范圍內(nèi)時(shí),控制電路再次翻轉(zhuǎn),保護(hù)繼電器吸合,后級電路恢復(fù)工作,直流電源Vc將輔助電源關(guān)閉,繼續(xù)為過壓保護(hù)控制電路供電。這種過壓保護(hù)控制電路與上述控制電路完全相同。
這種保護(hù)電路的優(yōu)點(diǎn)是保護(hù)徹底可靠,無后顧之憂,用于輔助電源的變壓器可特殊設(shè)計(jì),使其上限工作電壓值較高,且過壓保護(hù)控制電路輸入端具有穩(wěn)壓電路。這種保護(hù)電路在主電路正常工作時(shí)不會影響交流輸入端的功率因數(shù)。
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