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关于电源模块的输入输出保护你了解多少?
(一)交流电网和熔断器
1. 交流电网连接:交流电网到电源有三条线:火线、零线和地线。在整个的电源和电子系统中,这些线应该正确连接,缺一不可,图2-16给出了正确连接方式。
① safely须总是连接在电源和系统的底座上,在无电源底座的时候,例如开放式电源板,应使用系统外壳和底座作为safely。
② 熔断器和开关须接在交流的火线上,以便当电源打开或熔断器熔断时,交流火线被断开。双掷开关断开火线和零线较safe。
③熔断器和开关须接在交流的火线上,以便当电源打开或熔断器熔断时,交流火线被断开。双掷开关断开火线和零线较safe。
④火线和零线不能交换,因为它们对地的电势是不同的,若交换会引起对地环行电流。
2.熔断器:通常,电源的输入须有safety insurance。由于一些电源,如封闭式电源,没设置里面熔断器,须在外部接入。通常,在额定负载下,使用的熔断器熔断电流为额定输入交流电流的150%到200%。
(二)输入噪声与瞬态保护
ac/dc变换器与dc/dc变换器都存在输入噪声与瞬态响应,这个问题在工业上比较为凸出,诸如电动机、发电机、继电器、焊接设备等都发出噪声与瞬态脉冲,从而给直流或交流输入带来附加噪声,噪声的其它来源有:负载电流反射、荧光灯、点火装置、大电流电源线的干扰等。
1.电源输入噪声control
无论是ac/dc变换器还是dc/dc变换器,一般都采用电网滤波器来control输入噪声。滤波器不但能control反射纹波电流,也能阻止电网噪声对变换器的影响。电源变压器的变压器绕组之间具有耦合电容,这是使噪声进入变换器的原因之一。为解决这一问题,变压器应该采用磁路中有隔缝的绕线框来绕制,从而使耦合电容减小。有些变压器绕组之间采用shield来减小耦合电容。
2.电源输入瞬态保护
输入电压瞬态过程要慎重处理,否则,它将损坏变换器。所以,瞬态电压越过了额定值,就须接入外部保护装置。图2-17给出三种常用的瞬态保护电路:
方法一是采用熔断器和压敏电阻。当瞬态电压过击穿电压时,压敏电阻可有用地对它进行吸收和消耗。压敏电阻breakdown电压一般可达25v或高于此。
方法二是保护方法,是采用一个小电阻与一个齐纳二极管串联,适用于瞬态电压不过25v的变压器。
方法三是采用瞬态电压controller(tvs)。tvs是一种效能高的保护器件。当tvs两端受到反向瞬态高的能量冲击时,它能以10-12s数量级的速度,将两极间的高阻抗变为低阻抗,吸收高课达数kw的浪涌,使两极间的电压箝位于一个预定值,击穿电压可在3~700v之间。
(三)过流保护
输出电流保护一般有四种方式:如图2-18
1.恒流式:当到达电流保护点时,输出电流随负载的进一步的加重,略有增加,输出电压不断下降。
2.回折式:当到达电流保护点时,输出电流随负载的进一步的加重,输出电压不断下降,同时输出电流也不断下降。
3.截止式:当到达电流保护点时,电源模块输出被禁止。
4.恒流-截止式:当到达电流保护点时,先是恒流式的保护方式,当输出电流达到某值时,电源模块输出被禁止。
在大部分电路中使用恒流式与截止式较多。而比较理想的保护方式是恒流-截止式保护。其中恒流式、回折式保护本质上就是自恢复的,但输出短路时的功耗较大,分外是恒流式。而截止式、恒流-截止式保护的自恢复特性须加协助复位电路来完成自恢复,但输出短路时的功耗可以通过复位电路的周期进行调整,即调整间歇启动的时间间隔一般电流保护点为1.2倍标称输出电流。一般输出有过压嵌位保护。
上海工军电子有限公司2005年成立于上海,是一家专注于电能变换及control领域产品的研发、生产、销售和服务的革新型企业,目前公司产品主要包括:①模块:军方用电源模块及工业电源模块产品,应用于各列装及系统配套。②设备:电力电子设备,广服务于军工生产测试、质检验证、高的端装备等。③系统集成:编程测试系统,服务于军工研制验证及老化、新能源汽车产业测试等。