摘要：本文通過(guò)對單結晶體管與晶閘管組合構成的電壓保護電路構成的電壓保護電路工作原理的分析，提出一種利用電壓比較器來(lái)完成開(kāi)關(guān)電源的過(guò)、欠壓及過(guò)熱保護電路，使得保護電路更加簡(jiǎn)單，成本大大降低。

1 、引言

隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力電子設備與們的工作、生活的關(guān)系日益密切，而電子設備都離不開(kāi)可靠的電源，因此開(kāi)關(guān)電源開(kāi)始發(fā)揮著(zhù)越來(lái)越重要的作用。同時(shí)隨著(zhù)許多高新技術(shù)的發(fā)展，開(kāi)關(guān)電源技術(shù)在不斷地創(chuàng )新。開(kāi)關(guān)電源的設計要以安全性、可靠性為首要原則，在各種指標滿(mǎn)足正常使用要求的條件下，為使電源在突發(fā)故障情況下安全可靠地工作，需要加入各種保護電路，保護開(kāi)關(guān)電源本身不致因過(guò)、欠壓而損壞，保護電路是否可靠，與開(kāi)關(guān)電源的安全運行至關(guān)重要。

2 、單結晶體管和晶閘管過(guò)、欠壓保護

單結晶體管和晶閘管過(guò)、欠壓保護電路是在開(kāi)關(guān)電源的輸入端并聯(lián)一晶閘管，當開(kāi)關(guān)電源的電壓某種原因產(chǎn)生過(guò)、欠壓時(shí)，通過(guò)檢測放大電路對晶閘管提供信號，使得晶閘管導通而使斷路器跳閘，達到保護的目的。此保護電路適用于小功率場(chǎng)合的電源，而且當輸入電壓欠壓時(shí)，由于電容C上的電壓不能突變，其上仍有欠壓時(shí)的充電電壓，還會(huì )保持導通，且含有體積大，響應時(shí)間長(cháng)， 價(jià)格貴的大功率繼電器或斷路器。

3、基于LM339 比較器的過(guò)壓、欠壓和過(guò)熱綜合保護

除了電子元器件自身特性之外，溫度也是影響開(kāi)關(guān)電源可靠性的重要因素之一。電源設備可靠性設計技術(shù)統計資料表明，電子元器件溫度每升高2℃，可靠性下降10%;溫升50℃時(shí)的壽命只有溫升25℃時(shí)的1/6。為了避免開(kāi)關(guān)電源的元器件因過(guò)熱造成損壞，在開(kāi)關(guān)電源中設置過(guò)熱保護電路也是必要的。

圖1 過(guò)壓、欠壓、過(guò)熱保護電路。

圖1電路是利用一個(gè)四比較器LM339與幾個(gè)分立電子元器件構成的過(guò)壓、欠壓、過(guò)熱保護電路。

工作原理：輸入電壓可以由交流電源整流濾波后取得，它表明的是輸入開(kāi)關(guān)電源電壓的變化。調整Rp2可以調節過(guò)壓、欠壓動(dòng)作的電壓閾值。N1欠為壓比較器，當輸入電平(VcVb)時(shí)，比較器輸出的也是低電平，因而驅動(dòng)信號也被封鎖。當對比的信號電壓Vc位于門(mén)限電壓之間(Va

窗口電壓：

ΔV=Vb-Va

此電壓是用來(lái)判斷輸入信號電壓是否位于設定的動(dòng)作電壓閾值之間。器件R5，C 、D組成延時(shí)電路，防止在通電瞬間，沖擊電壓過(guò)高，開(kāi)關(guān)電源還未工作，而造成而過(guò)壓誤保護，致使開(kāi)關(guān)電源無(wú)法啟動(dòng)。N3為過(guò)熱比較器，N3的反相輸入加一個(gè)固定的參考電壓，它的阻值取決于R3。同相端的電壓就等于Rt的電壓降(Rt為負溫度系數的熱敏電阻)，Rt與R7串聯(lián)構成分壓器，適當選取R7的阻值，使N3在可靠的溫度閾值動(dòng)作。當溫度高于溫度閾值時(shí)，Rt阻值下降，N3的“+”端電壓小于“-”端電壓，N3反轉，輸出為低電平。比較器輸出低電平封鎖驅動(dòng)信號;N4用于外部故障應急關(guān)機，當其正向端輸入低電平時(shí)，比較器輸出低電平封鎖驅動(dòng)信號。由于四個(gè)比較器的輸出端是并聯(lián)的，無(wú)論是過(guò)壓、欠壓還是過(guò)熱任何一種故障發(fā)生，比較器輸出低電平，封鎖信號輸出，使電源停止工作，實(shí)現開(kāi)關(guān)電源的保護。