解析电源适配器的过热时候的常见的处理方法

人类社会的进步离不开社会各方面的努力，各种电子产品的升级离不开设计师的努力。实际上，许多人不了解电子产品（例如电源）的组成。无论使用哪种电子设备，长期使用都会使温度升高。温度过高时，不可避免地会影响设备的功能。电源适配器也是如此。温度过高时，其内部组件的功能会受到影响。导致不稳定。因此，普通的电源适配器具有过热保护功能。 电源适配器的主要热源是肖特基整流二极管，高频开关变压器，功率MOS晶体管和滤波电解电容器。功率MOS晶体管，高频变压器和整流肖特基二极管的温升更为突出。为了防止电源适配器因过热而损坏，电源适配器的设计不仅需要使用具有良好高温特性的电子元件，而且还需要合理的设计以及先进的印刷PCB板，散热器和高品质的印刷电路板。电压电源。变频生产工艺。变压器，并采取过热保护措施，这是确保安全的必要条件。 电源适配器变热是正常的。电源适配器到电源的转换效率只能达到约75-85。在电压转换期间，除了一小部分以波形形式的损耗外，还有一部分能量损耗。大部分以热的形式散发。电源适配器的功率越大，损失的能量就越多，并且电源产生的热量也越大。 过热保护型电源适配器可以分为以下几类：自动复位型，手动复位型，不可更新型，不可复位型以及可以提供等效过热保护的其他类型。 过热保护是指当温度超过一定阈值时，将激活相应的保护功能。电子设备或机械的运行会由于能量转换或摩擦而产生热量，这可能会导致异常运行或故障。有三种防止过热，切断设备运行，降低设备性能或改善通风和散热条件的方法。过热保护将防止电源成为整体，这是一个值得关注的地方。可能很难带走热源。放置的最基本要求是没有机械冲击，易于拆卸和极性保护。电缆和非极性设备的连接端子必须具有两个电缆过热保护程序。断开保护电路后，网络的正常运行将不会受到影响。但这不会引起火灾或损坏电气设备。通常情况下，交流适配器的电路板空间和机柜空间较小，存在一些问题和过热保护。如果难以组装过热保护器，请使用热熔断器或热敏电阻作为热保护器。将其放在冷却器，高频变压器或功率MOS管的表面上。当温度上升到一定值时，过热保护开关将自动关闭电源，或强行关闭调制脉冲输出以停止高电平。 为了抑制电源适配器的温度升高，除了选择漏电流小且存储时间短的功率MOS管外，还需要为功率MOS管安装散热器。 MOS管装有散热器后，电源适配器的稳定性将大大提高，损耗率将大大降低。电子开关过热保护措施的功能是切断电源适配器的交流输入线，或强行关闭调制脉冲输出，并在容易发热的组件温度升高之前停止高频振荡。电源适配器或电源柜超过了指定的极限值。 如果电源适配器具有IC控制的驱动器过热保护功能，则无需添加任何外部组件，或者仅可以添加几个外部组件来防止过热。由于电源适配器控制驱动器IC，因此内置了PN结温度传感器，包括热关断电路。 PN结温度传感器具有连接到传感器的内置驱动器IC。驱动器IC的热关断电路和过热保护变得非常简单。集成电路本身的成本非常低，并且成本性能非常高。 电源适配器使用低压降和低损耗开关组件，并且散热面积应尽可能大。高于100W的开关电源通常具有金属穿孔的外壳或冷却风扇。尝试将电源适配器放置在通风和散热良好的地方。请勿将书本或其他物体放在电源上。本文只能使您对电源适配器有一个初步的了解，这对您入门很有帮助。同时，它需要不断总结，以便您可以提高自己的专业技能。也欢迎您讨论本文的一些知识点。

时间：2021-03-21 关键词： 电源适配器 过热保护 电压

开关电源保护电路该如何设计？

我们会根据直流开关电源的特点和实际的电气状况,为使直流开关电源在恶劣环境及突发故障情况下安全可靠地工作，设计多种保护电路来确保电源的安全和延长使用寿命。 在直流开关电源电路中，为了保护调整管在电路短路、电流增大时不被烧毁。其基本方法是,当输出电流超过某一值时，调整管处于反向偏置状态，从而截止，自动切断电路电流。 如下图所示,过电流保护电路由三极管 BG2 和分压电阻 R4、R5 组成。电路正常工作时,通过 R4 与 R5 的分压作用,使得 BG2 的基极电位比发射极电位低,发射结承受反向电压。于是 BG2 处于截止状态(相当于开路),对稳压电路没有影响。当电路短路时,输出电压为零,BG2 的发射极相当于接地,则 BG2 处于饱和导通状态(相当于短路),从而使调整管 BG1 基极和发射极近于短路,而处于截止状态,切断电路电流,从而达到保护目的。 除了保障电源因短路电流过大外，我们还要防止不同国家使用的输入电压不同导致电压过大电源损坏的情况，所以我们一般还要设计过压保护线路。 在直流开关电源中开关稳压器的过电压保护包括输入过电压保护和输出过电压保护。如果开关稳压器所使用的未稳压直流电源(诸如蓄电池和整流器)的电压如果过高,将导致开关稳压器不能正常工作,甚至损坏内部器件,因此开关电源中有必要使用输入过电压保护电路。 下图为我们之前说过的利用晶体管和继电器所组成的保护电路,在该电路中,当输入直流电源的电压高于稳压二极管的击穿电压值时,稳压管击穿,有电流流过电阻 R,使晶体管 T 导通,继电器动作,常闭接点断开,切断输入。输入电源的极性保护电路可以跟输入过电压保护结合在一起,构成极性保护鉴别与过电压保护电路。 过流和过压保护线路都是采用硬件保护机制，当电源发生电流电压问题时，会进入锁死状态，从而彻底关断开关管的工作状态，从而起到安全保护作用，这些保护一般使用在输出的部分，所以我们还要对输入端进行保护，才能保证电源的稳定性，而输出我们有高压保护，过热保护，软启动保护三种基本保护机制。 开关稳压电源的电路比较复杂,开关稳压器的输入端一般接有小电感、大电容的输入滤波器。在开机瞬间,滤波电容器会流过很大的浪涌电流,这个浪涌电流可以为正常输入电流的数倍。这样大的浪涌电流会使普通电源开关的触点或继电器的触点熔化,并使输入保险丝熔断。另外,浪涌电流也会损害电容器,使之寿命缩短,过早损坏。为此,开机时应该接入一个限流电阻,通过这个限流电阻来对电容器充电。为了不使该限流电阻消耗过多的功率,以致影响开关稳压器的正常工作,而在开机暂态过程结束后,用一个继电器自动短接它,使直流电源直接对开关稳压器供电,这种电路称之谓直流开关电源的“软启动”电路。 在电源接通瞬间,输入电压经整流桥(D1~D4)和限流电阻 R1 对电容器 C 充电,限制浪涌电流。当电容器 C 充电到约 80%额定电压时,逆变器正常工作。经主变压器辅助绕组产生晶闸管的触发信号,使晶闸管导通并短路限流电阻 R1,开关电源处于正常运行状态。为了提高延迟时间的准确性及防止继电器动作抖动振荡,延迟电路可采用图中所示利用 NE555 延迟电路替代 RC 延迟电路。

时间：2020-09-17 关键词： 继电器 开关电源 过热保护

如何实现LED照明设备过热保护？

　　随着LED照明设备（发光二极管）的性能不断提高，价格日渐低廉，其市场也迅速扩大。LED照明设备已实现了低价化，然而，与传统的白炽灯，荧光灯相比，作为照明设备的实绩仍然欠佳，人们指出其安全性的课题。虽然LED具有高效照明，低耗电的特点，但是作为高亮度的LED元件本身却处于异常的高温状态。 　　本文将介绍使用村田制作所的陶瓷PTC热敏电阻“POSISTOR”来简单实现LED照明设备过热保护的方法，能够达到低成本，提高LED照明设备的安全性。 　　演示板说明 　　 　　 　　图1：村田制作所展出的发光二极管（LED）演示板 　　在该LED演示板上装载5个表面贴装型LED，在其正下方的电路板背面配置了小型陶瓷加热器。液晶显示器显示LED附近的电路板温度。右下方的照片表示电路板背面的加热器对LED进行强制加热。LED附近的温度达到80℃以上，过热的LED亮度大幅度下降。这是由于LED附近安装的PTC热敏电阻“POSISTOR”的作用，流过LED的电流受到限制。 　　这样，在LED本身异常发热或因外部原因使LED周围温度异常升高时，通过降低LED的亮度，可防止LED继续不断地发热，从而防止照明设备的冒烟、燃烧等严重事态的发生。 　　图2是此类LED演示板的电路示意图。在5个并联的LED上施加了恒定电压5V。通过双晶体管，在LED上串联固定电阻（R）和“POSISTOR”（RPTC），其合成电阻（R和RPTC）则限定了流过LED的最大电流。晶体管具有的作用是：控制“A”的电位，由此接通及断开流过LED的电流，并且依靠PWM控制进行LED的亮度调节。 　　 　　在“A”的电位为“ON”时，在双晶体管的“TR2”的基极和发射极之间的电压（VBE）约固定为0.7V左右。因此，流过LED的电流（ILED ）的数值仅根据串联电阻（R+RPTC）而决定。例如，在温度为250℃时，电阻（R十RPTC）为3. 5Ω，LED的电流就为200mA。 　　为什么一旦达到高温，图1右侧LED的亮度就会大幅度下降呢？我们通过图3来进行一下解释。 　　 　　图3：相对“POSISTOR”试制件的电阻温度特性和温度的LED电流 　　装在LED演示板上的是贴片型“POSISTOR”试制品，当温度达到25℃时的电阻值为0.5Ω。“POSISTOR”是一种具有正温度系数特性的陶瓷热敏电阻。它的特点是在特定的温度下其电阻值可快速增加1000倍以上。该“POSISTOR”试制品的电阻和温度特性曲线如左图所示。由于在LED演示板上，3.0Ω的固定电阻（R）和“POSISTOR”的电阻（（RPTC）串联，其等效电阻（R十RPTC）也会随温度产生变化。 　　该等效电阻决定流过LED的电流（ILED）。如右图表所示，如果温度为40℃以下，LED电流大致恒定，约为200mA。如果温度超过40℃以上，通过LED的电流被有效限制，在80℃时达到40mA以下。 　　只要在决定LED电流的限流电阻加上“POSISTOR”，就能够构筑此类过热保护结构。即使LED因某些原因处于高温状态，如果具备此类过热保护结构，LED就不会在处于高亮度点亮状态下进一步发热。采用这种简单的方法，可防止LED引起冒烟、燃烧等严重事态的发生。无需采用复杂的温度检测功能及判定用逻辑元件，以及LED的电流控制功能。 　　但是，即使在高温时，也并非完全切断电流，还是有一定程度的电流（例如，在80 ℃时，约40mA）流过LED。像照明设备一样，有时灯光完全熄灭却反而有危险，所以，该特点最为适合。 　　并且，对普通LED元件将相对环境温度的容许电流作为标准予以强调。如果工作电流超过该容许电流，则会趋于劣化，降低寿命。如果按图3右图所示能够限制电流，则能够达到与LED元件的允许电流曲线一致的电流控制。 　　上例仅为采用“POSISTOR”的试制件。目前，村田制作所正在致力于开发在形状、电阻值、使电阻值上升的温度点等参数上最适合LED照明设备的“POSISTOR”。

时间：2020-08-28 关键词： led照明 posistor 过热保护

基于PPTC的LED照明

在科技高度发展的今天，电子产品的更新换代越来越快，LED灯的技术也在不断发展，为我们的城市装饰得五颜六色。对于开发大功率LED照明解决方案的厂家来说，遇到的最大设计挑战是散热设计和过热保护，LED光源对热敏感性强的难题对于他们来说必须攻克，因为热量过多或应用不当都会使LED光源的性能大打折扣。 当LED芯片内结温升高10℃时，光通量就会衰减1%，LED的寿命就减少50%，过流、过压和过热都会显着地减少LED的发光性能和使用寿命。因此除了良好的散热设计，安全可靠的过热保护也是必须考虑的。 通常对LED而言，约20%输入功率转换为光，80%则转换为热。这取决于多种因素，发热可能与底层不规则以及声子发射、密封、材料等有关。在LED产生的总热量中，有90%通过传导传输。为耗散来自LED结的热量，传导是导热的主要通道，因为对流和辐射仅占全部热传输的约10%。 显然，LED光源需要精确的功率和热管理系统，因为与其他光源相比，提供给LED的电能大部分转换为热量。如果没有适当的热管理，这种热量会影响LED寿命和色彩输出。同时，由于LED驱动装置属于矽器件，它们很快就会失效。这说明必须要配备故障安全备用过流保护装置。 那么，为什么说成功的大功率LED照明设计离不开PPTC呢?很多人觉得LED驱动器本身就能提供过流和过热保护功能，没必要再在外部添加一个PPTC器件，因为这会增加额外的成本。但这是错误的观点，许多LED驱动器很容易因直流电压和极性错误而受损。LED驱动器的输出也会因短路而受损或毁坏。尽管多数LED驱动器含有内置安全功能，包括热关机以及LED开路和短路检测。但是，要保护积体电路(IC)和其他敏感电子元件，可能需要额外的过流保护器件。因此，只有PPTC(特别是可复位PolySwitch PPTC)才是防止大功率LED过热损坏的最合适解决方案。 为了说明这个问题，看一下典型的LED驱动器能提供什么保护功能。大多数大功率LED恒流驱动器能提供的典型保护特性包括：热关断保护、过压/过流比较器、大电流MOSFET、电流大小调节、某一级别的ESD保护。但是，其热关断特性只是一个自保功能，很难应用到LED过热设计保护中。其过压/过流保护特性需要外部过压保护电路，关断电源可能会引起其他问题。大电流MOSFET的故障模式通常是短路，这是潜在的不安全因素。实现LED调光用的电流调节特性可能引起LED过温问题。 但PPTC保护大功率LED的理念是不同的，它有以下4个独特优点： 1)PPTC的典型故障模式是高阻抗，因此即使在故障状态，LED也是安全的。 2)PPTC可以直接测量LED的温度，因此可以贴身保护。 3)PPTC可以实现过温、过流和过压保护功能。使用非常简单，不需要外部电路。LED即使在保护状态下也可以正常工作。 4)允许设计师以更低成本实现调光设计，而不用担心安全问题。因此只需要在LED驱动器外面配一个PPTC器件就可以实现更强的安全性、满足最严格的安全标准和实现降成本。 理论和实践都已证明，LED的性能和寿命与LED的PN结工作温度紧密相关。以上就是LED技术的相关知识，相信随着科学技术的发展，未来的LED灯回越来越高效，使用寿命也会由很大的提升，为我们带来更大便利。

时间：2019-09-30 关键词： 电源技术解析 散热设计 led照明解 过热保护

IGBT保护电路的过流保护设计方案

IGBT（绝缘栅双极性晶体管）是一种用MOS来控制晶体管的新型电力电子器件，具有电压高、电流大、频率高、导通电阻小等特点，因而广泛应用在变频器的逆变电路中。但由于IGBT的耐过流能力与耐过压能力较差，一旦出现意外就会使它损坏。为此，必须但对IGBT进行相关保护。过流保护生产厂家对IGBT提供的安全工作区有严格的限制条件，且IGBT承受过电流的时间仅为几微秒（SCR、GTR等器件承受过流时间为几十微秒），耐过流量小，因此使用IGBT首要注意的是过流保护。产生过流的原因大致有：晶体管或二极管损坏、控制与驱动电路故障或干扰等引起误动、输出线接错或绝缘损坏等形成短路、输出端对地短路与电机绝缘损坏、逆变桥的桥臂短路等。对IGBT的过流检测保护分两种情况：（1）驱动电路中无保护功能。这时在主电路中要设置过流检测器件。对于小容量变频器，一般是把电阻R直接串接在主电路中，如图1（a）所示，通过电阻两端的电压来反映电流的大小；对于大中容量变频器，因电流大，需用电流互感器TA（如霍尔传感器等）。电流互感器所接位置：一是像串电阻那样串接在主回路中，如图1（a）中的虚线所示；二是串接在每个IGBT上，如图1（b）所示。前者只用一个电流互感器检测流过IGBT的总电流，经济简单，但检测精度较差；后者直接反映每个IGBT的电流，测量精度高，但需6个电流互感器。过电流检测出来的电流信号，经光耦管向控制电路输出封锁信号，从而关断IGBT的触发，实现过流保护。图1 IGBT的过流检测（2）驱动电路中设有保护功能。如日本英达公司的HR065、富士电机的EXB840～844、三菱公司的M57962L等，是集驱动与保护功能于一体的集成电路（称为混合驱动模块），其电流检测是利用在某一正向栅压Uge下，正向导通管压降Uce（ON）与集电极电流Ie成正比的特性，通过检测Uce（ON）的大小来判断Ie的大小，产品的可靠性高。不同型号的混合驱动模块，其输出能力、开关速度与du/dt的承受能力不同，使用时要根据实际情况恰当选用。由于混合驱动模块本身的过流保护临界电压动作值是固定的（一般为7～10V），因而存在着一个与IGBT配合的问题。通常采用的方法是调整串联在IGBT集电极与驱动模块之间的二极管V的个数，如图2（a）所示，使这些二极管的通态压降之和等于或略大于驱动模块过流保护动作电压与IGBT的通态饱和压降Uce（ON）之差。图2混合驱动模块与IGBT过流保护的配合上述用改变二极管的个数来调整过流保护动作点的方法，虽然简单实用，但精度不高。这是因为每个二极管的通态压降为固定值，使得驱动模块与IGBT集电极c之间的电压不能连续可调。在实际工作中，改进方法有两种：（1）改变二极管的型号与个数相结合。例如，IGBT的通态饱和压降为2.65V，驱动模块过流保护临界动作电压值为7.84V时，那么整个二极管上的通态压降之和应为7.84-2.65=5.19V，此时选用7个硅二极管与1个锗二极管串联，其通态压降之和为0.7×7+0.3×1=5.20V（硅管视为0.7V，锗管视为0.3V），则能较好地实现配合（2）二极管与电阻相结合。由于二极管通态压降的差异性，上述改进方法很难精确设定IGBT过流保护的临界动作电压值如果用电阻取代1～2个二极管，如图2（b），则可做到精确配合。另外，由于同一桥臂上的两个IGBT的控制信号重叠或开关器件本身延时过长等原因，使上下两个IGBT直通，桥臂短路，此时电流的上升率和浪涌冲击电流都很大，极易损坏IGBT为此，还可以设置桥臂互锁保护，如图3所示。图中用两个与门对同一桥臂上的两个IGBT的驱动信号进行互锁，使每个IGBT的工作状态都互为另一个IGBT驱动信号可否通过的制约条件，只有在一个IGBT被确认关断后，另一个IGBT才能导通，这样严格防止了臂桥短路引起过流情况的出现。图3 IGBT桥臂直通短路保护过压保护IGBT在由导通状态关断时，电流Ic突然变小，由于电路中的杂散电感与负载电感的作用，将在IGBT的c、e两端产生很高的浪涌尖峰电压uce=L dic/dt，加之IGBT的耐过压能力较差，这样就会使IGBT击穿，因此，其过压保护也是十分重要的。过压保护可以从以下几个方面进行：（1）尽可能减少电路中的杂散电感。作为模块设计制造者来说，要优化模块内部结构（如采用分层电路、缩小有效回路面积等），减少寄生电感；作为使用者来说，要优化主电路结构（采用分层布线、尽量缩短联接线等），减少杂散电感。另外，在整个线路上多加一些低阻低感的退耦电容，进一步减少线路电感。所有这些，对于直接减少IGBT的关断过电压均有较好的效果。（2）采用吸收回路。吸收回路的作用是；当IGBT关断时，吸收电感中释放的能量，以降低关断过电压。常用的吸收回路有两种，如图4所示。其中（a）图为充放电吸收回路，（b）图为钳位式吸收回路。对于电路中元件的选用，在实际工作中，电容c选用高频低感圈绕聚乙烯或聚丙烯电容，也可选用陶瓷电容，容量为2 F左右。电容量选得大一些，对浪涌尖峰电压的抑制好一些，但过大会受到放电时间的限制。电阻R选用氧化膜无感电阻，其阻值的确定要满足放电时间明显小于主电路开关周期的要求，可按R≤T/6C计算，T为主电路的开关周期。二极管V应选用正向过渡电压低、逆向恢复时间短的软特性缓冲二极管。（3）适当增大栅极电阻Rg.实践证明，Rg增大，使IGBT的开关速度减慢，能明显减少开关过电压尖峰，但相应的增加了开关损耗，使IGBT发热增多，要配合进行过热保护。Rg阻值的选择原则是：在开关损耗不太大的情况下，尽可能选用较大的电阻，实际工作中按Rg=3000/Ic选取。图4吸收回路除了上述减少c、e之间的过电压之外，为防止栅极电荷积累、栅源电压出现尖峰损坏IGBT，可在g、e之间设置一些保护元件，电路如图5所示。电阻R的作用是使栅极积累电荷泄放，其阻值可取4.7kΩ；两个反向串联的稳压二极管V1、V2.是为了防止栅源电压尖峰损坏IGBT.图5防栅极电荷积累与栅源电压尖峰的保护过热保护IGBT的损耗功率主要包括开关损耗和导通损耗，前者随开关频率的增高而增大，占整个损耗的主要部分；后者是IGBT控制的平均电流与电源电压的乘积。由于IGBT是大功率半导体器件，损耗功率使其发热较多（尤其是Rg选择偏大时），加之IGBT的结温不能超过125℃，不宜长期工作在较高温度下，因此要采取恰当的散热措施进行过热保护。散热一般是采用散热器（包括普通散热器与热管散热器），并可进行强迫风冷。散热器的结构设计应满足：Tj=P△（Rjc+Rcs+Rsa）《Tjm式中Tj-IGBT的工作结温P△-损耗功率Rjc-结-壳热阻vkZ电子资料网Rcs-壳-散热器热阻Rsa-散热器-环境热阻Tjm-IGBT的最高结温在实际工作中，我们采用普通散热器与强迫风冷相结合的措施，并在散热器上安装温度开关。当温度达到75℃～80℃时，通过SG3525的关闭信号停止PMW发送控制信号，从而使驱动器封锁IGBT的开关输出，并予以关断保护。

时间：2018-08-31 关键词： 电源技术解析 过流保护 过压保护 igbt保护电路 吸收回路 过热保护

一种实用的直流开关电源保护电路电源设计方案

概述随着科学技术的发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，因此直流开关电源开始发挥着越来越重要的作用，并相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了直流开关电源。同时随着许多高新技术，包括高频开关技术、软开关技术、功率因数校正技术、同步整流技术、智能化技术、表面安装技术等技术的发展，开关电源技术在不断地创新，这为直流开关电源提供了广泛的发展空间。但是由于开关电源中控制电路比较复杂，晶体管和集成器件耐受电、热冲击的能力较差，在使用过程中给用户带来很大不便。为了保护开关电源自身和负载的安全，根据了直流开关电源的原理和特点，设计了过热保护、过电流保护、过电压保护以及软启动保护电路。开关电源的原理及特点1工作原理直流开关电源由输入部分、功率转换部分、输出部分、控制部分组成。功率转换部分是开关电源的核心，它对非稳定直流进行高频斩波并完成输出所需要的变换功能。它主要由开关三极管和高频变压器组成。图1画出了直流开关电源的原理图及等效原理框图，它是由全波整流器，开关管V，激励信号，续流二极管Vp，储能电感和滤波电容C组成。实际上，直流开关电源的核心部分是一个直流变压器。2.特点为了适应用户的需求，国内外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件，特别是通过改善二次整流器件的损耗，并在功率铁氧体（Mn-Zn）材料上加大科技创新，以提高在高频率和较大磁通密度下获得高的磁性能，同时SMT技术的应用使得开关电源取得了长足的进展，在电路板两面布置元器件，以确保开关电源的轻、小、薄。因此直流开关电源的发展趋势是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。直流开关电源的缺点是存在较为严重的开关干扰，适应恶劣环境和突发故障的能力较弱。由于国内微电子技术、阻容器件生产技术以及磁性材料技术与一些技术先进国家还有一定的差距，因此直流开关电源的制作技术难度大、维修麻烦和造价成本较高。直流开关电源的保护基于直流开关电源的特点和实际的电气状况，为使直流开关电源在恶劣环境及突发故障情况下安全可靠地工作，本文根据不同的情况设计了多种保护电路。1.过电流保护电路在直流开关电源电路中，为了保护调整管在电路短路、电流增大时不被烧毁。其基本方法是，当输出电流超过某一值时，调整管处于反向偏置状态，从而截止，自动切断电路电流。如图1所示，过电流保护电路由三极管BG2和分压电阻R4、R5组成。电路正常工作时，通过R4与R5的压作用，使得BG2的基极电位比发射极电位高，发射结承受反向电压。于是BG2处于截止状态（相当于开路），对稳压电路没有影响。当电路短路时，输出电压为零，BG2的发射极相当于接地，则BG2处于饱和导通状态（相当于短路），从而使调整管BG1基极和发射极近于短路，而处于截止状态，切断电路电流，从而达到保护目的。直流开关电源中开关稳压器的过电压保护包括输入过电压保护和输出过电压保护。如果开关稳压器所使用的未稳压直流电源（诸如蓄电池和整流器）的电压如果过高，将导致开关稳压器不能正常工作，甚至损坏内部器件，因此开关电源中有必要使用输入过电压保护电路。图3为用晶体管和继电器所组成的保护电路，在该电路中，当输入直流电源的电压高于稳压二极管的击穿电压值时，稳压管击穿，有电流流过电阻R，使晶体管T导通，继电器动作，常闭接点断开，切断输入。输入电源的极性保护电路可以跟输入过电压保护结合在一起，构成极性保护鉴别与过电压保护电路。3软启动保护电路开关稳压电源的电路比较复杂，开关稳压器的输入端一般接有小电感、大电容的输入滤波器。在开机瞬间，滤波电容器会流过很大的浪涌电流，这个浪涌电流可以为正常输入电流的数倍。这样大的浪涌电流会使普通电源开关的触点或继电器的触点熔化，并使输入保险丝熔断。另外，浪涌电流也会损害电容器，使之寿命缩短，过早损坏。为此，开机时应该接入一个限流电阻，通过这个限流电阻来对电容器充电。为了不使该限流电阻消耗过多的功率，以致影响开关稳压器的正常工作，而在开机暂态过程结束后，用一个继电器自动短接它，使直流电源直接对开关稳压器供电，这种电路称之谓直流开关电源的“软启动”电路。如图4（a）所示，在电源接通瞬间，输入电压经整流桥（D1～D4）和限流电阻R1对电容器C充电，限制浪涌电流。当电容器C充电到约80%额定电压时，逆变器正常工作。经主变压器辅助绕组产生晶闸管的触发信号，使晶闸管导通并短路限流电阻R1，开关电源处于正常运行状态。为了提高延迟时间的准确性及防止继电器动作抖动振荡，延迟电路可采用图4（b）所示电路替代RC延迟电路。4.过热保护电路直流开关电源中开关稳压器的高集成化和轻量小体积，使其单位体积内的功率密度大大提高，因此如果电源装置内部的元器件对其工作环境温度的要求没有相应提高，必然会使电路性能变坏，元器件过早失效。因此在大功率直流开关电源中应该设过热保护电路。本文采用温度继电器来检测电源装置内部的温度，当电源装置内部产生过热时，温度继电器就动作，使整机告警电路处于告警状态，实现对电源的过热保护。如图5（a）所示，在保护电路中将P型控制栅热晶闸管放置在功率开关三极管附近，根据TT102的特性（由Rr值确定该器件的导通温度，Rr越大，导通温度越低），当功率管的管壳温度或者装置内部的温度超过允许值时，热晶闸管就导通，使发光二极管发亮告警。倘若配合光电耦合器，就可使整机告警电路动作，保护开关电源。该电路还可以设计成如图5（b）所示，用作功率晶体管的过热保护，晶体开关管的基极电流被N型控制栅热晶闸管TT201旁路，开关管截止，切断集电极电流，防止过热。小结文中主要讨论了直流开关电源内部器件的各种保护方式，并介绍了一些具体电路。对一个给定的直流开关电源来说，保护电路是否完善并按预定设置工作，对电源装置的安全性和可靠性至关重要。因为开关电源的保护方案和电路结构具有多样性，所以对具体电源装置而言，应选择合理的保护方案和电路结构。在实际应用中，通常选用几种保护方式加以组合的方式构成完善的保护系统，确保直流开关电源的正常工作。

时间：2018-06-21 关键词： 电源技术解析 直流开关电源 过电流保护 保护电路 软启动保护 过热保护

过热保护电路原理图

生产中所用的自动车床、电热烘箱、球磨机等连续运转的机电设备，以及其它无人值守的设备， 因为电机过热或温控器失灵造成的事故时有发生，需要采取相应的保安措施。PTC热敏电阻过热保护电路能够方便、有效地预防上述事故的发生。 原理电路 是以电机过热保护为例，由PTC热敏电阻和施密特电路构成的控制电路。图中，RT1、RT2、RT3为三只特性一致的阶跃型PTC热敏电阻器，它们分别埋设在电机定子的绕组里。 正常情况下，PTC热敏电阻器处于常温状态，它们的总电阻值小于1KΩ。此时，V1截止，V2导通，继电器K得电吸合常开触点，电机由市电供电运转。 当电机因故障局部过热时，只要有一只PTC热敏电阻受热超过预设温度时，其阻值就会超过10KΩ以上。 于是V1导通、V2截止，VD2显示红色报警，K失电释放，电机停止运转，达到保护目的。   主要元器件选择 PTC热敏电阻的选型取决于电机的绝缘等级。元件的标准外形尺寸见图。通常按比电机绝缘等级相对应的极限温度低40℃左右的范围选择PTC热敏电阻的居里温度。例如，对于B1级绝缘的电机，其极限温度为130℃，应当选居里温度90℃的PTC热敏电阻。( 过热保护用PTC热敏电阻)   继电器K的选择取决于电机的容量，图2.3.1中的是JRX-13F，触点负载0.5A，适合小型电机。RP应选带锁紧机构的电位器。 安装与调试 推荐的安装方式是将PTC热敏电阻分别埋设在电机定子的绕组里。 调试方法是：将PTC热敏电阻置于恒温箱中，设定温度为TK,调节RP使PTC热敏电阻在TK-5℃时，VD2不亮，K不动作;在TK+5℃时，VD2灯亮，K动作。锁紧RP即可。

时间：2017-10-30 关键词： 电池电源 热敏电阻 ptc 过热保护

TDA2030单电源接法电路图

TDA2030是许多电脑有源音箱所采用的Hi-Fi功放集成块。它接法简单，价格实惠。额定功率为14W。电源电压为±6～±18V。输出电流大，谐波失真和交越失真小(±14V/4欧姆，THD=0.5%)。具有优良的短路和过热保护电路。  

时间：2017-07-12 关键词： 电池电源 tda2030 单电源 过热保护

IGBT保护电路设计中的必知问题

 引言 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件， 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。IGBT模块由于具有多种优良的特性，使它得到了快速的发展和普及，已应用到电力电子的各方各面。因此熟悉IGBT模块性能，了解选择及使用时的注意事项对实际中的应用是十分必要的。本文从实际应用出发，总结出了过流、过压与过热保护的相关问题和各种保护方法，实用性强，应用效果好。 过流保护 过流保护用PTC热敏电阻通过其阻值突变限制整个线路中的消耗来减少残余电流值。可取代传统的保险丝，广泛用于马达、变压器、开关电源、电子线路等的过流过热保护，传统的保险丝在线路熔断后无法自行恢复， 而过流保护用PTC热敏电阻在故障撤除后即可恢复到预保护状态，当再次出现故障时又可以实现其过流过热保护功能。 对IGBT的过流检测保护分两种情况： 主电路和控制电路之间，用来对控制电路的信号进行放大的中间电路(即放大控制电路的信号使其能够驱动功率晶体管)，称为驱动电路。安规问题，驱动电路副边与主电路有耦合关系，而驱动原边是与控制电路连在一起， 主电路是一次电路，控制电流是ELV电路， 一次电路和ELV电路时间要做基本绝缘，实现绝缘要求一般就采取变压器光耦等隔离措施。 图1 (1)驱动电路中无保护功能。这时在主电路中要设置过流检测器件。对于小容量变频器，一般是把电阻R直接串接在主电路中，如图1(a)所示，通过电阻两端的电压来反映电流的大小;对于大中容量变频器，因电流大，需用电流互感器TA(如霍尔传感器等)。电流互感器所接位置：一是像串电阻那样串接在主回路中，如图1(a)中的虚线所示;二是串接在每个IGBT上，如图1(b)所示。前者只用一个电流互感器检测流过IGBT的总电流，经济简单，但检测精度较差;后者直接反映每个IGBT的电流，测量精度高，但需6个电流互感器。过电流检测出来的电流信号，经光耦管向控制电路输出封锁信号，从而关断IGBT 的触发，实现过流保护。 (2)驱动电路中设有保护功能。如日本英达公司的HR065、富士电机的EXB840～844、三菱公司的M57962L等，是集驱动与保护功能于一体的集成电路(称为混合驱动模块)，其电流检测是利用在某一正向栅压Uge下，正向导通管压降Uce(ON)与集电极电流Ie成正比的特性，通过检测 Uce(ON)的大小来判断Ie的大小，产品的可靠性高。不同型号的混合驱动模块，其输出能力、开关速度与du/dt的承受能力不同，使用时要根据实际情况恰当选用。 由于混合驱动模块本身的过流保护临界电压动作值是固定的(一般为7～10V)，因而存在着一个与IGBT配合的问题。通常采用的方法是调整串联在 IGBT集电极与驱动模块之间的二极管V的个数，如图2(a)所示，使这些二极管的通态压降之和等于或略大于驱动模块过流保护动作电压与IGBT的通态饱和压降Uce(ON)之差。 图2 上述用改变二极管的个数来调整过流保护动作点的方法，虽然简单实用，但精度不高。这是因为每个二极管的通态压降为固定值，使得驱动模块与IGBT集电极c之间的电压不能连续可调。在实际工作中，改进方法有两种： (1)改变二极管的型号与个数相结合。例如，IGBT的通态饱和压降为2.65V，驱动模块过流保护临界动作电压值为7.84V时，那么整个二极管上的通态压降之和应为7.84-2.65=5.19V，此时选用7个硅二极管与1个锗二极管串联，其通态压降之和为 0.7×7+0.3×1=5.20V(硅管视为0.7V，锗管视为0.3V)，则能较好地实现配合(2)二极管与电阻相结合。由于二极管通态压降的差异性，上述改进方法很难精确设定IGBT过流保护的临界动作电压值 如果用电阻取代1～2个二极管，如图2(b)，则可做到精确配合。 图3 另外，由于同一桥臂上的两个IGBT的控制信号重叠或开关器件本身延时过长等原因，使上下两个IGBT直通，桥臂短路，此时电流的上升率和浪涌冲击电流都很大，极易损坏IGBT 为此，还可以设置桥臂互锁保护，如图3所示。图中用两个与门对同一桥臂上的两个IGBT的驱动信号进行互锁，使每个IGBT的工作状态都互为另一个 IGBT驱动信号可否通过的制约条件，只有在一个IGBT被确认关断后，另一个IGBT才能导通，这样严格防止了臂桥短路引起过流情况的出现。 过压保护 IGBT在由导通状态关断时，电流Ic突然变小，由于电路中的杂散电感与负载电感的作用，将在IGBT的c、e两端产生很高的浪涌尖峰电压uce=L dic/dt，加之IGBT的耐过压能力较差，这样就会使IGBT击穿，因此，其过压保护也是十分重要的。过压保护可以从以下几个方面进行： (1)尽可能减少电路中的杂散电感。作为模块设计制造者来说，要优化模块内部结构(如采用分层电路、缩小有效回路面积等)，减少寄生电感，作为使用者来说，要优化主电路结构(采用分层布线、尽量缩短联接线等)，减少杂散电感。另外，在整个线路上多加一些低阻低感的退耦电容，进一步减少线路电感。所有这些，对于直接减少IGBT的关断过电压均有较好的效果。 图4 (2)采用吸收回路。吸收回路的作用是：当IGBT关断时，吸收电感中释放的能量，以降低关断过电压。常用的吸收回路有两种，如图4所示。其中(a)图为充放电吸收回路，(b)图为钳位式吸收回路。对于电路中元件的选用，在实际工作中，电容c选用高频低感圈绕聚乙烯或聚丙烯电容，也可选用陶瓷电容，容量为2 F左右。电容量选得大一些，对浪涌尖峰电压的抑制好一些，但过大会受到放电时间的限制。电阻R选用氧化膜无感电阻，其阻值的确定要满足放电时间明显小于主电路开关周期的要求，可按R≤T/6C计算，T为主电路的开关周期。二极管V应选用正向过渡电压低、逆向恢复时间短的软特性缓冲二极管。 (3)适当增大栅极电阻Rg。实践证明，Rg增大，使IGBT的开关速度减慢，能明显减少开关过电压尖峰，但相应的增加了开关损耗，使IGBT发热增多，要配合进行过热保护。Rg阻值的选择原则是：在开关损耗不太大的情况下，尽可能选用较大的电阻，实际工作中按Rg=3000/Ic 选取。 图5 除了上述减少c、e之间的过电压之外，为防止栅极电荷积累、栅源电压出现尖峰损坏IGBT，可在g、e之间设置一些保护元件，电路如图5所示。电阻R的作用是使栅极积累电荷泄放，其阻值可取4.7kΩ;两个反向串联的稳压二极管V1、V2。是为了防止栅源电压尖峰损坏IGBT。 过热保护 IGBT的损耗功率主要包括开关损耗和导通损耗，前者随开关频率的增高而增大，占整个损耗的主要部分;后者是IGBT控制的平均电流与电源电压的乘积。由于 IGBT是大功率半导体器件，损耗功率使其发热较多(尤其是Rg选择偏大时)，加之IGBT的结温不能超过125℃，不宜长期工作在较高温度下，因此要采取恰当的散热措施进行过热保护。 散热一般是采用散热器(包括普通散热器与热管散热器)，并可进行强迫风冷。散热器的结构设计应满足： Tj=P△(Rjc+Rcs+Rsa)《Tjm 式中Tj-IGBT的工作结温 P△-损耗功率 Rjc-结-壳热阻 Rcs-壳-散热器热阻 Rsa-散热器-环境热阻 Tjm-IGBT的最高结温   在实际工作中，我们采用普通散热器与强迫风冷相结合的措施，并在散热器上安装温度开关。当温度达到75℃～80℃时，通过SG3525的关闭信号停止PMW 发送控制信号，从而使驱动器封锁IGBT的开关输出，并予以关断保护。

时间：2015-11-17 关键词： igbt 电源技术解析 过流保护 过压保护 过热保护

7张图片透彻解析LED照明散热问题及可调整式热保护技术！

伴随LED照明市场高速发展，LED照明应用相关产品愈趋于轻薄短小，而且功率需求却更为强大，其中，关于散热效能要求日益严苛。另外，LED电源模块的失效率亦随着灯具材料散热效能有限而提高，因此，在LED照明控制IC相关热保护感测技术，近来成为各LED灯具设计应用之热点。 LED灯具散热问题 一般传统的LED灯具以采用铝散热材料作为灯壳，虽有良好的散热效果，但加工复杂、成本高、材质重等缺点。LED照明灯具散热原理上，需藉由物质内部传导热能的载体导热机理。 其中，金属导热佳主要是因为金属具有自由电子因而能快速传递热能;而塑料因无自由电子，分子振动困难，其热传导主要是材料本身晶格震动的结果，而声子为主要热能载荷者。 相对的，塑料灯壳在设计、性能和成本方面的其他优点，如重量轻(比铝材轻20~40%)、兼具易成形、低成本，而且最为重要的特色是因塑料不导电，具备良好的电气绝缘能力，故非隔离型LED照明驱动器采用塑料外壳已是大势所趋。 不过，一般塑料其导热效能相当差，树脂种类材料也直接影响导热好坏，一般塑料导热系数k值一般只有0.2W/(m*K)，约为金属铝之1/1000。无法有效散热及影响LED灯具可靠度。 LED灯具可靠度 可靠度的概念，最早始于二次大战，德国在研制V-1火箭时，对于每个组件的失效率直接影响整个系统的表现研究。在LED灯具的电源模块中观念相同，其中环境温度的变因更会导致降低LED灯具的可靠度，LED与驱动电路中所使用的电解电容器于可靠度评估中影响最大。 其中图1为高亮度白光LED的Tj温度与使用命关系图，从图中可知Tj温度愈低则使用寿命愈长，另外，图2电解电容器器温度与使用寿命关系图，电源模块中电解电容器使用寿命，也同样与环境温度成反比。 电解电容器毁坏甚至会导致灯具无法使用，故若灯具能随着感测环境温度有效的调整自体温度也就能延长LED灯具的使用寿命。因此，如何调整温度为LED照明应用中重要之课题。 图1LEDTj温度与使用寿命关系图 图2电解电容温度与使用寿命关系图 温度感测 感测温度的实际应用中，热敏电阻器是最为常见且容易取得的温度传感器，其中LED灯具电源模块中加入热敏电阻器作为感测温度应用具备有效且低成本的解决方案。 热敏电阻器是由金属氧化物混合后高温烧结而成。所形成的组件拥有随温度而改变电阻值的特性。 其中常见的一大类属于负温度系数热敏电阻(negativetempcoefficientthermistor)，简称NTCThermistor。其电阻值会随着温度上升而下降。 使用热敏电阻器用来作温度感测的三大优点： 1、其具备极高的灵敏度。若采用高阻值的热敏电阻器，灵敏度可高达10kΩ/°C。 2、其相对的高阻值。其在25°C时的阻值，可以横跨数百至数MΩ的选择性。其所拥有的高阻值，降低了由导线阻抗所带来的误差。 3、热敏电阻器提供多样性的组件包装，其中贴片式的极小外形包装，甚至尺寸可缩小到0201包装，如图3所示。在电路设计中可轻易Layout于需感测热源的组件周遭。 图3热敏电阻包装示意图 不过在实务应用上，使用热敏电阻器用来作温度感测，还是有其限制： 1、热敏电阻器为被动电阻器，使用上需由电流流过驱动，故有电流流过即有功率损耗所散发的热能，使用上热敏电阻器需串联大阻值的电阻器限流，以避免热敏电阻器过度自热，反应自体功耗温度，而非感测待测物的温度。 2、热敏电阻器虽拥有较高的阻值与灵敏度，但其温度特性是非线性的，其中图4为兴勤电子TSMSeries的热敏电阻阻值对温度的关系图。 如图所示，在需感测的温度范围内电阻阻值对温度变化剧烈，需并联多颗热敏电阻器或是电阻器以修饰温度斜率变化曲线，研发过程中，拉长开发时效，增加成本。 图4热敏电阻器阻值对温度的关系图 可调整过热保护功能 提供热保护的LED驱动IC，搭配热敏电阻器应用需具备可解决热敏电阻器自热问题等限制，另外，热保护功能的可调整性最为重要，其中包含可任意调整开启及关闭热保护功能的输出电流调节起始点(TFB)及输出电流截止点(TCut-off)以供电路设计，图5为可调整过热保护设计示意图。电路开发阶段可以任意调整过热保护功能。 图5可调整过热保护设计示意图 另外，因环境温度上升，LED电流下降斜率调整以达到调节灯具温度之效能。其LED的亮度会随输出电流下降而减少，下降的斜率需符合gamma曲线中的人眼对低亮度变化的感觉比高亮度变化的感觉敏锐特性，如图6所示。 热保护功能需调整，使高亮度时采用斜率缓慢下降，让使用者在不知不觉中，达成LED灯温度调节，以延长使用寿命。 图6人眼视觉的gamma曲线 可调整热保护功能vs.传统热保护功能曲线有可调整热保护功能的LED驱动IC与传统热保护功能，输出电流与温度关系图如图7所示。量测结果发现明显的可察觉，可调整热保护功能的LED驱动IC更可以符合用户需求。 图7可调整热保护功能vs.传统热保护功能曲线 结论 可调整式热保护功能LED驱动IC可有效的延长灯具使用寿命及提升可靠度，在功率越做越大的LED照明市场，为使用者增加一个绝佳的选择。

时间：2015-10-26 关键词： LED 温度 寿命 电源技术解析 过热保护

采用温度继电器的过热保护电路

直流开关电源中开关稳压器的高集成化和轻量小体积,使其单位体积内的功率密度大大提高,因此如果电源装置内部的元器件对其工作环境温度的要求没有相应提高,必然会使电路性能变坏,元器件过早失效。因此在大功率直流开关电源中应该设过热保护电路。     本文采用温度继电器来检测电源装置内部的温度,当电源装置内部产生过热时,温度继电器就动作,使整机告警电路处于告警状态,实现对电源的过热保护。如图5(a)所示,在保护电路中将P型控制栅热晶闸管放置在功率开关三极管附近,根据TT102的特性(由Rr值确定该器件的导通温度,Rr越大,导通温度越低),当功率管的管壳温度或者装置内部的温度超过允许值时,热晶闸管就导通,使发光二极管发亮告警。倘若配合光电耦合器,就可使整机告警电路动作,保护开关电源。该电路还可以设计成如图5(b)所示,用作功率晶体管的过热保护,晶体开关管的基极电流被N型控制栅热晶闸管TT201旁路,开关管截止,切断集电极电流,防止过热。

时间：2015-09-24 关键词： 开关稳压器 温度继电器 电源电源保护 过热保护

过热保护电路原理图

 生产中所用的自动车床、电热烘箱、球磨机等连续运转的机电设备，以及其它无人值守的设备， 因为电机过热或温控器失灵造成的事故时有发生，需要采取相应的保安措施。PTC热敏电阻过热保护电路能够方便、有效地预防上述事故的发生。 原理电路 是以电机过热保护为例，由PTC热敏电阻和施密特电路构成的控制电路。图中，RT1、RT2、RT3为三只特性一致的阶跃型PTC热敏电阻器，它们分别埋设在电机定子的绕组里。 正常情况下，PTC热敏电阻器处于常温状态，它们的总电阻值小于1KΩ。此时，V1截止，V2导通，继电器K得电吸合常开触点，电机由市电供电运转。 当电机因故障局部过热时，只要有一只PTC热敏电阻受热超过预设温度时，其阻值就会超过10KΩ以上。 于是V1导通、V2截止，VD2显示红色报警，K失电释放，电机停止运转，达到保护目的。 主要元器件选择 PTC热敏电阻的选型取决于电机的绝缘等级。元件的标准外形尺寸见图。通常按比电机绝缘等级相对应的极限温度低40℃左右的范围选择PTC热敏电阻的居里温度。例如，对于B1级绝缘的电机，其极限温度为130℃，应当选居里温度90℃的PTC热敏电阻。( 过热保护用PTC热敏电阻) 继电器K的选择取决于电机的容量，图2.3.1中的是JRX-13F，触点负载0.5A，适合小型电机。RP应选带锁紧机构的电位器。 安装与调试 推荐的安装方式是将PTC热敏电阻分别埋设在电机定子的绕组里。 调试方法是：将PTC热敏电阻置于恒温箱中，设定温度为TK,调节RP使PTC热敏电阻在TK-5℃时，VD2不亮，K不动作;在TK+5℃时，VD2灯亮，K动作。锁紧RP即可。

时间：2015-08-17 关键词： 电源电源保护 原理电路 过热保护

剖析PPTC器件在汽车电子中的五类应用

 PPTC器件技术已广泛应用于便携式电器、手机、计算机和远程通信设备的过流和过热电路保护设计中。汽车电子技术委员会推出的有关无源部件的新标准，推动了聚合物正温度系数器件(PPTC)电路保护技术在汽车工业中的应用。 新型汽车设计主要针对电子电路和机动附件，如电动车窗、电动座椅、天窗控制和远程信息处理装置，旨在降低成本及提高可靠性和功能性。 电机驱动和控制装置要经受某些严酷的工作环境，而且要求能够连续和可靠地运行。现场的故障是无法避免的，选择正确的电路保护策略将有助于确保产品的可靠性，并将制造商和客户的维修成本控制在最低。采用PolySwitch聚合物正温度系数(PPTC)可复位电路保护器件，架构更为稳固和可靠的产品，在电机的驱动和控制系统中能对某些常见的故障提供保护。 PolySwitch 聚合物正温度系数器件的供货类型包括引线型、轴型、片型、盘型和表面贴装型。聚合物正温度系数器件的小巧外形有助于节省宝贵的电路板空间，由于其具备自复式功能，因此可以允许布置在用户无法接触到的位置，这与传统保险丝需要布置在用户能够方便更换的位置以便更换相比，具有明显的差异。由于聚合物正温度系数器件是固态器件，因此还能够耐受机械冲击和振动，可为各种不同的应用场合提供可靠的电路保护。 电源保护 PolySwitch器件一直以来应用于电源直流输出端的过载和短路保护。在开发出LVR系列产品后，目前PolySwitch器件已经可以应用在电源输入端的交流主电路中。这一产品将交流线路变压器和其它线路侧设备置于PolySwitch器件产品系列的保护范围内。这些产品能够在中性线不小心处于断开状态或交流线电压用于24 VAC输入端时，能够为电源提供保护。LVR器件适用于电源系统，在120VAC和240VAC电压下，其最大输入电流可高达400毫安。而电流更大的电源系统可以将PolySwitch器件安置在次级端的输出电路，用于保护由于过电流状态所引发的电源故障。 RXE输入/输出接口的保护 许多驱动器和控制装置均配备了通讯和数据接口，用于各个系统元件之间的信息传输。而这些接口的接线有时会与交流或直流电源电缆并排敷设。这些线束可能由于正常的磨损、意外事故、安装接线错误、或在中央配电箱上进行的误操作，而出现短路现象。如果电源电缆与通讯电线出现短路现象，PolySwitch器件能够保护任何与这条短路线路相连接的系统以免造成通讯接口的损坏。在某些情况下，这种现象有可能影响到很多系统。而PolySwitch器件在保护接口处所起的作用，可以明显地降低设备常见故障的停运时间和修理成本。 过热保护 由于PolySwitch器件能够对来自外部的热量和内部电流产生的热量所引发的温度上升作出响应，并可与高压设备建立起热量方面的联系，为高压设备提供过热保护。建立这种热量联系可以通过将这些器件布置成与高压设备发生接触或靠近高压设备的方式来实现。 接触的方式使PolySwitch器件能够很容易地与设备形成物理接触，从而提高了保护的效果。在这类设备中，变压器是一个很好的例子。 PolySwitch器件可以捆绑在外部线圈上或外壳上，从而建立起热量联系。PolySwitch器件可以在设计时结合到电路中，使其具备在变压器过热时向控制器发送警告，系统马上停止运行。 近距离方式适用于电源半导体部件的保护，而且在小型的表面贴装PolySwitch器件与电源器件同处于一个铜底板时效果最好。这是一种成本低廉的热量联系方式，使PolySwitch器件能够在温度超过其动作点时进行动作，同时通知电源器件处于过热状态下时应该停止运行。 在这种应用中，会存在一定程度的热延迟现象，所以这一保护方案无法保护大电流部件以及部件在毫秒级的时间内就发生故障的电源器件。但是，对于绝大多数的过负载状态，这种配置均可以对电源器件提供保护。 电机失速保护 运动机械均有可能出现堵塞或断裂故障，并可导致电机失速。在电机失速时继续供给电源会导致电机的损坏和/或驱动装置的损毁。将 PolySwitch器件与电机驱动器串联起来后，可以保护电机和驱动电子电路，防止在失速或负载过大的状态下系统发生故障。在故障清除后(而且电源断开后)，系统可以重新开始正常的运行，无需进行维护或更换部件。多年以来，PolySwitch器件一直是汽车工业中最为常用的保护车座、车窗和其它电机的方案。在这些应用中，使用PolySwitch器件要求考虑串联电阻的阻值和器件的最大保持电流额定值。室温下的最大工作电流为，16V下为15A，30V下为9A。 在这些应用中，当这些系统由于过电流或过热状态而导致外部故障时，PolySwitch器件能够允许电机驱动和控制器系统继续运行。其优点在于提供了一种功能强大和可靠的产品，在其它部件出现故障时可以保护系统。 汽车IEEE 1394网络中的PolySwitch器件应用 在汽车工业中，家庭生活方式与汽车日益紧密的联系方兴未艾。采用由美国汽车多媒体接口协会(AMI-C)制订的标准化全球接口，就能方便地与各种消费电子设备相连，并为这些设备的快速安装提供便利。在消费电子业界称为IEEE 1394串行总线的网络，在设计时以多媒体内容的传输为目标。这一针对汽车工业的附加标准被称为IDB-1394，由“1394联合汽车产业集团”制订。 IDB-1394设计用于高速多媒体应用，即在车内快速传输大量的信息。这项开放式的标准允许便携式的电子设备与车载网络之间进行连接和互动操作，为两者建立了沟通渠道。 电源接口需要提供过电流保护，而现有的汽车体系所使用的电源标准是在多年以前颁布的。由于用户便利端口(*)用于传输信号和供电，所以必须对它进行保护，以防止由于各种故障，例如接触不良的电缆或接头插入到商品时，发生短路或造成下行设备的损坏。这种情况有可能经常发生，所以中央控制面板的短路保护必须有效而可靠。[!--empirenews.page--] 应用综述 如图所示，车载网络的架构可分为内嵌式网络和用户便利端口。目前的技术规格将内嵌式塑料光纤(POF)车载网络定义为与现有的MOST(媒体定向系统传输)技术相似的规格。但是，前者的架构更加稳固、能够提供更高的数据传输速率，并且更易于实现。这个网络能够连接各种电子设备，例如DVD播放机、视频显示屏、导航系统、收音机接收设备、通讯设备，如无线电话或应急自动远程通信及信息处理技术术语，以及其它的多媒体应用。 这套视频-音频网络包括一个用户便利端口，可供乘客将自己的CD机、游戏机和其它应用1394总线的设备和外设连接到网络中，所配电缆通用于家中和车上。 电路保护要求 在热插拔汽车环境中，由于客户经常要在电源接口上连接和断开各种外设，所以明显存在发生短路损坏的潜在危险。电源接口要求具备过电流保护的功能，而现有的应用于当前汽车系统中的电源标准是多年以前制订的。由于用户便利接口用于传输信号和供电，所以必须对它进行保护，以防止由于各种故障，例如接触不良的电缆或接头插入接口时，发生短路或造成下行设备的损坏。这种情况有可能经常发生，所以中央控制面板的短路保护必须有效而可靠，而且最好是能够复位的。 电流限制可以通过使用电阻、保险丝、开关或聚合物正温度系数(PPTC)器件来实现。目前很少采用电阻保护方案，因为它会在正常电流状态下产生过大的电压降。有可能采用一次性保险丝方案，但是这种保护易于损坏，而且必须在发生故障后予以更换。双金属开关的局限性在于它存在反复接通，并有可能导致触点熔连故障。在很多汽车应用中，最好的保护方案为聚合物正温度系数(PPTC)器件，这种器件在正常工作状态下呈现低阻抗，而在发生故障时呈现高阻抗。 PolySwitch型聚合物正温度系数器件广泛用于IEEE 1394应用，经常为计算机、外设和便携式电子设备提供可复位式电路保护。在汽车多媒体应用中，这种器件常用于为GPS定位设备、CD换片机、音响和其它电子外设的输入输出接口提供电路保护。 保护GPS(全球定位系统)部件、CD换片机、立体声音响和其它连接到汽车网络中的电子外设： 上图：PolySwitch器件可帮助电路设计师满足电路设计的安全需求，并为连接到车载网络中的电源接口、远程电气通讯设备和便携式设备提供电路保护 PPTC器件与传统的熔断器相似之处在于：能够在故障产生和持续状态下限制危险性的大电流;而不同之处在于：在故障消除后和/或电路电源断开后，PPTC器件能够自行复位。另一项优点是聚合物正温度系数器件较为小巧，能够直接安装在电路板上，并且可安装在电子模块、接线盒和配电中心部件内。 采用通用电子工业标准的车载产品能够有助于客户利用新面市的产品来升级汽车。而通用的总线也有助于汽车制造商在技术进步、不断超前汽车设计循环周期的情况中，解决由此引发的技术过时的问题。在热插拔汽车环境中，由于客户经常要在电源接口上连接和断开各种外设，所以明显存在发生短路损坏的潜在危险。而聚合物正温度系数器为这一问题提供了有效的过电流保护方案。这种可复位的电路保护器件也有助于制造商生产出安全可靠的产品，以满足管理机构的要求，并且降低产品保修和修理成本。 IDB-1394标准接口允许用户使用热插拔设备，而对于电源接口和便携式设备在多媒体网络上的过电流保护必须可靠而经济。 PolySwitch系列器件所具有的低阻抗、快速分断响应时间、外形小和可复位功能等特点，有助于电路设计师设计安全可靠的产品，以满足管理机构的要求，并降低保修成本。 PolySwitch产品的优点还包括与大规模电子装配技术相兼容的制造特性，并且可选择的产品范围非常广泛，提供了设计上更大的灵活性。

时间：2015-04-04 关键词： polyswitch 汽车电子 pptc 电机失速保护 过热保护

马达过热保护标准及案例介绍

本文就过热危险讨论一下马达的过热保护。马达在日常生活以及各行各业工作中经常使用，如果不对马达采取保护措施，就会可能造成安全事故。 马达驱动的电器在使用中可能出现的危险有电击危险、起火危险与过热危险。马达过热的原因有很多，例如运行过载、选型不合适、冷却故障、缺乏监控和必要的维护导致绝缘过早老化等。马达在运行时都会产生损耗，这些损耗一方面降低了马达的效率，另一方面损耗转变成马达发热，使马达绕组的温度升高。绕组绝缘材料的使用寿命，同它的工作温度有关，温度过高，绝缘材料就会加速老化，使绝缘性能急剧降低，大幅缩短马达的使用寿命，甚致出现火灾危险与触电危险。 所以，马达过热保护的目的，主要是在马达的设计、制造、安装以及使用环节采用保护措施，当马达在一定的负载和散热条件下工作时，绕组的温度不超过标准的允许值。 马达保护设备例图 马达过热保护的相关标准 每个国家或每个单独的标准对马达过热保护的要求会有差异，我们以加拿大电气法规（Canadian Electrical Code, Part I, Safety Standard for Electrical Installations）和加拿大国家标准之一（A National Standard of Canada）CAN/CSA-C22.2 NO.68 Motor-Operated Appliances（Household and Commercial）作为例子，简单解读一下标准要求。以上的两本标准都是CSA（Canadian Standards Association）制定的标准，由加拿大政府采纳为国家标准。 主要的马达保护器的分类与用法，如表-1： 表-1马达保护措施的比较表 实现马达过热保护的方法 以加拿大国家标准/ CSA标准CAN/CSA-C22.2 NO.68作为例子，了解一下对于马达驱动的电器如何实现马达过热保护以符合标准要求，标准列出了如下途径或者可能情况： （1） 使用马达装入式热保护器，符合CSA标准C22.2 No.77 Motor with Inherent Overheating Protection。这些马达过热保护器如上表所列，使用时需要注意，保护器不能只响应马达的电流，还需要有适当的额定工作电压、电流值与温度预定保护值，而且热保护器需要适用于马达。标准要求的测试有Running Heating Temperature test, Locked-Rotor Temperature testand Locked-Rotor Endurance test。如果马达符合这本标准，就可以标上 “THERMALLY PROTECTED” （热保护马达）。也就是说，当马达符合整机电器的标准CSA68与马达标准CSA77，马达在正常工作额定负载（Rating），过载（Running Heating）以及堵转（Locked-Rotor）的应用条件下都符合标准要求，马达得到了过热保护。 （2） 如果马达驱动的电器装有过载保护器（Overload Protection device），就不一定需要过热保护。这种情况就须要符合CEC Part I的要求，该种过载保护器与前面所讲的过热保护器不同，它只依靠响应马达的电流来实现保护，可以单独于马达也可以附装于马达。对于脱扣电流的选择，保护器的脱扣电流与马达额定电流之比一般不超过1.15。如果选择用Fuses（熔断器）作为单独于马达的过载保护器，这种Fuse就须要用Time-delay fuse of the type（“D” Fuse）。 （3） 对于一些商用的电器，需要永久连接（Permanent Connection）到建筑物的配电线路的情况，不一定需要在电器内装有过载保护器，但必须在电器安装连接时确保配电线路提供过载保护，而且电器需要有警告语标签(CAUTION)。 （4） 对于一些特定电器，标准豁免马达过热保护器。例如，使用瞬时接触开关（Momentary Contact Switch）控制马达的电器、手持式电器和有人值守间断工作制而且内装熔断器的家用电器。另外，对于有人值守间断工作制的家用电器，如果通过堵转测试评估，亦可以豁免马达过热保护器。 案例 例如，某厂家生产空气压缩机，销售市场在北美（加拿大与美国），申请CSA产品安全认证以符合北美标准。这类产品适用的标准是CAN/CSA-C22.2 NO.68，其中空压机使用的马达铭牌信息摘录如下：马达使用CSA认证的装入式热保护器，类型是自动复位马达热保护器(Motor thermal automatic reset protector)。如上述的热保护方法，适用方法（1），马达须要符合CSA标准C22.2 No.77. 以下将会举例介绍这本标准其中要求的马达堵转温度测试 ：马达堵转温度测试（LOCKED ROTOR TEMPERATURE） 表-2 马达铭牌信息 1． 测试目的 堵转温度测试的目的主要是评价马达运行在堵转状态下，绕组的温度不超过标准允许值，过热保护器能起到保护马达避免过热的作用。 2． 测试方法 根据标准要求，测量马达堵转温度适用电阻法或热电偶法。一般情况下，要根据马达的类型或实验室的情况选用合适的测试方法。 表-3电阻法与热电偶法对比 3. 测试条件 ◆标准要求的是型式测试，选取有代表的样品（马达与保护器的组合）进行测试。 ◆马达样品需要用木材或其他隔热材料作为夹具固定马达，以及堵转马达轴。 ◆除非有特别说明，马达的安装位置必须使保护器最大程度置于下方，称为“Worst Case”，因为按照热传导的对流原理，绕组的上方通常比下方的温度要高，当保护器在下方脱扣时，绕组上方的温度将会最高。 ◆为了确定绕组温度最热点，需要把热电偶布在实际工作的绕组上，例子中电容运转单相异步马达，就要布在实际工作的主绕组上，一般最少布4点热电偶，例如布在绕组上面前后，下面前后各一点。 ◆马达测试电压，基于马达铭牌的额定电压，一般选用标准指定对应的市电标称电压，例如铭牌电压110-120 V，测试电压则为120 V。本例子中，马达铭牌电压115 V，那么测试电压就用120 V。 ◆马达的金属外壳串联一个3 A 保险丝接到电源地线。如果3 A保险丝熔断，就能检查出马达绝缘损坏外壳带电。 ◆需要准备记录的数据有电压、频率、堵转电流、环境温度和连续绕组温度。 4. 测试程序与结果判定   图-1 时间与堵转绕组温度的曲线 （举例单相马达与自动复位热保护器组合） 以单相马达与自动复位热保护器组合为例说明，其他情况请查阅相关标准。测试在室温环境进行，堵转72小时，其间热保护器必须因绕组温度升高断开电路又自动复位，仪器连续记录绕组温度，图-1的示意图由经验所得。整个过程到结束，必须符合以下结果：绕组温度不超过表-4的限值，本例子中马达的绝缘等级Class B；接地的保险丝不能熔断 ；马达不能着火；马达的绝缘材料不能出现剥落，变脆，炭化等严重损坏现象；马达不能有电气或机械故障 ；能通过耐压测试。 表-4 绕组最高堵转温度限值

时间：2012-02-29 关键词： 标准 案例 马达 过热保护

具有过流和过热保护系统的10A稳压电源电路

时间：2011-12-03 关键词： 系统 10a 稳压电源电路 保护控制 过热保护

功率晶体管的过热保护电路

时间：2011-12-03 关键词： 电路 功率晶体管 保护控制 过热保护

热敏晶闸管电动机过热保护电路

时间：2011-08-21 关键词： 电路 电动机 热敏晶闸管 保护控制 过热保护

电动机过热保护器电路图

时间：2010-07-25 关键词： 电路图 电动机 保护控制 过热保护

马达过热保护标准及措施

本文就过热危险讨论一下马达的过热保护。马达在日常生活以及各行各业工作中经常使用，如果不对马达采取保护措施，就会可能造成安全事故。马达驱动的电器在使用中可能出现的危险有电击危险、起火危险与过热危险。马达过热的原因有很多，例如运行过载、选型不合适、冷却故障、缺乏监控和必要的维护导致绝缘过早老化等。马达在运行时都会产生损耗，这些损耗一方面降低了马达的效率，另一方面损耗转变成马达发热，使马达绕组的温度升高。绕组绝缘材料的使用寿命，同它的工作温度有关，温度过高，绝缘材料就会加速老化，使绝缘性能急剧降低，大幅缩短马达的使用寿命，甚致出现火灾危险与触电危险。所以，马达过热保护的目的，主要是在马达的设计、制造、安装以及使用环节采用保护措施，当马达在一定的负载和散热条件下工作时，绕组的温度不超过标准的允许值。 马达保护设备例图马达过热保护的相关标准 每个国家或每个单独的标准对马达过热保护的要求会有差异，我们以加拿大电气法规（Canadian Electrical Code, Part I, Safety Standard for Electrical Installations）和加拿大国家标准之一（A National Standard of Canada）CAN/CSA-C22.2 NO.68 Motor-Operated Appliances（Household and Commercial）作为例子，简单解读一下标准要求。以上的两本标准都是CSA（Canadian Standards Association）制定的标准，由加拿大政府采纳为国家标准。 主要的马达保护器的分类与用法，如表-1： 表-1马达保护措施的比较表 实现马达过热保护的方法 以加拿大国家标准/ CSA标准CAN/CSA-C22.2 NO.68作为例子，了解一下对于马达驱动的电器如何实现马达过热保护以符合标准要求，标准列出了如下途径或者可能情况： （1） 使用马达装入式热保护器，符合CSA标准C22.2 No.77 Motor with Inherent Overheating Protection。这些马达过热保护器如上表所列，使用时需要注意，保护器不能只响应马达的电流，还需要有适当的额定工作电压、电流值与温度预定保护值，而且热保护器需要适用于马达。标准要求的测试有Running Heating Temperature test, Locked-Rotor Temperature testand Locked-Rotor Endurance test。如果马达符合这本标准，就可以标上 “THERMALLY PROTECTED” （热保护马达）。也就是说，当马达符合整机电器的标准CSA68与马达标准CSA77，马达在正常工作额定负载（Rating），过载（Running Heating）以及堵转（Locked-Rotor）的应用条件下都符合标准要求，马达得到了过热保护。 （2） 如果马达驱动的电器装有过载保护器（Overload Protection device），就不一定需要过热保护。这种情况就须要符合CEC Part I的要求，该种过载保护器与前面所讲的过热保护器不同，它只依靠响应马达的电流来实现保护，可以单独于马达也可以附装于马达。对于脱扣电流的选择，保护器的脱扣电流与马达额定电流之比一般不超过1.15。如果选择用Fuses（熔断器）作为单独于马达的过载保护器，这种Fuse就须要用Time-delay fuse of the type（“D” Fuse）。 （3） 对于一些商用的电器，需要永久连接（Permanent Connection）到建筑物的配电线路的情况，不一定需要在电器内装有过载保护器，但必须在电器安装连接时确保配电线路提供过载保护，而且电器需要有警告语标签(CAUTION)。 （4） 对于一些特定电器，标准豁免马达过热保护器。例如，使用瞬时接触开关（Momentary Contact Switch）控制马达的电器、手持式电器和有人值守间断工作制而且内装熔断器的家用电器。另外，对于有人值守间断工作制的家用电器，如果通过堵转测试评估，亦可以豁免马达过热保护器。 案例 例如，某厂家生产空气压缩机，销售市场在北美（加拿大与美国），申请CSA产品安全认证以符合北美标准。这类产品适用的标准是CAN/CSA-C22.2 NO.68，其中空压机使用的马达铭牌信息摘录如下：马达使用CSA认证的装入式热保护器，类型是自动复位马达热保护器(Motor thermal automatic reset protector)。如上述的热保护方法，适用方法（1），马达须要符合CSA标准C22.2 No.77. 以下将会举例介绍这本标准其中要求的马达堵转温度测试 ：马达堵转温度测试（LOCKED ROTOR TEMPERATURE） 表-2 马达铭牌信息1． 测试目的 堵转温度测试的目的主要是评价马达运行在堵转状态下，绕组的温度不超过标准允许值，过热保护器能起到保护马达避免过热的作用。 2． 测试方法 根据标准要求，测量马达堵转温度适用电阻法或热电偶法。一般情况下，要根据马达的类型或实验室的情况选用合适的测试方法。 表-3电阻法与热电偶法对比 3. 测试条件 ◆标准要求的是型式测试，选取有代表的样品（马达与保护器的组合）进行测试。 ◆马达样品需要用木材或其他隔热材料作为夹具固定马达，以及堵转马达轴。 ◆除非有特别说明，马达的安装位置必须使保护器最大程度置于下方，称为“Worst Case”，因为按照热传导的对流原理，绕组的上方通常比下方的温度要高，当保护器在下方脱扣时，绕组上方的温度将会最高。 ◆为了确定绕组温度最热点，需要把热电偶布在实际工作的绕组上，例子中电容运转单相异步马达，就要布在实际工作的主绕组上，一般最少布4点热电偶，例如布在绕组上面前后，下面前后各一点。 ◆马达测试电压，基于马达铭牌的额定电压，一般选用标准指定对应的市电标称电压，例如铭牌电压110-120 V，测试电压则为120 V。本例子中，马达铭牌电压115 V，那么测试电压就用120 V。 ◆马达的金属外壳串联一个3 A 保险丝接到电源地线。如果3 A保险丝熔断，就能检查出马达绝缘损坏外壳带电。 ◆需要准备记录的数据有电压、频率、堵转电流、环境温度和连续绕组温度。 4. 测试程序与结果判定  图-1 时间与堵转绕组温度的曲线 （举例单相马达与自动复位热保护器组合）以单相马达与自动复位热保护器组合为例说明，其他情况请查阅相关标准。测试在室温环境进行，堵转72小时，其间热保护器必须因绕组温度升高断开电路又自动复位，仪器连续记录绕组温度，图-1的示意图由经验所得。整个过程到结束，必须符合以下结果：绕组温度不超过表-4的限值，本例子中马达的绝缘等级Class B；接地的保险丝不能熔断 ；马达不能着火；马达的绝缘材料不能出现剥落，变脆，炭化等严重损坏现象；马达不能有电气或机械故障 ；能通过耐压测试。 表-4 绕组最高堵转温度限值

时间：2010-06-26 关键词： 标准 马达 过热保护

LM339组成的过压、欠压及过热保护电路

进线电源过压及欠压对开关电源造成的危害，主要表现在器件因承受的电压及电流应力超出正常使用的范围而损坏，同时因电气性能指标被破坏而不能满足要求。因此对输入电源的上限和下限要有所限制，为此采用过压、欠压保护以提高电源的可靠性和安全性。温度是影响电源设备可靠性的最重要因素。根据有关资料分析表明，电子元器件温度每升高2℃，可靠性下降10％，温升50℃时的工作寿命只有温升25℃时的1/6，为了避免功率器件过热造成损坏，在开关电源中亦需要设置过热保护电路。图1是仅用一个4比较器LM339及几个分立元器 件构成的过压、欠压、过热保护电路。取样电压可以直接从辅助控制电源整流滤波后取得，它反映输入电源电压的变化，比较器共用一个基准电压，N1.1为欠压 比较器，N1.2为过压比较器，调整R1可以调节过、欠压的动作阈值。N1.3为过热比较器，RT为负温度系数的热敏电阻，它与R7构成分压器，紧贴于功 率开关器件IGBT的表面，温度升高时，RT阻值下降，适当选取R7的阻值，使N1.3在设定的温度阈值动作。N1.4用于外部故障应急关机，当其正向端 输入低电平时，比较器输出低电平封锁PWM驱动信号。由于4个比较器的输出端是并联的，无论是过压、欠压、过热任何一种故障发生，比较器输出低电平，封锁 驱动信号使电源停止工作，实现保护。如将电路稍加变动，亦可使比较器输出高电平封锁驱动信号。图1过压、欠压、过热保护电路

时间：2010-02-09 关键词： 过压 lm 339 过热保护