盤點(diǎn)幾款常用的保護(hù)電路

　　鑒于電源電路存在一些不穩(wěn)定因素，而設(shè)計(jì)用來防止此類不穩(wěn)定因素影響電路效果的回路稱作保護(hù)電路。在各類電子產(chǎn)品中，保護(hù)電路比比皆是，例如：過流保護(hù)、過壓保護(hù)、過熱保護(hù)、空載保護(hù)、短路保護(hù)等等，本文就整理了一些常見的保護(hù)電路。

　　電機(jī)過熱保護(hù)電路

　　生產(chǎn)中所用的自動(dòng)車床、電熱烘箱、球磨機(jī)等連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)電設(shè)備，以及其它無人值守的設(shè)備， 因?yàn)殡姍C(jī)過熱或溫控器失靈造成的事故時(shí)有發(fā)生，需要采取相應(yīng)的保安措施。PTC熱敏電阻過熱保護(hù)電路能夠方便、有效地預(yù)防上述事故的發(fā)生 。

　　下圖是以電機(jī)過熱保護(hù)為例，由PTC熱敏電阻和施密特電路構(gòu)成的控制電路。圖中，RT1、RT2、RT3為三只特性一致的階躍型PTC熱敏電阻器，它們分別埋設(shè)在電機(jī)定子的繞組里。 正常情況下，PTC熱敏電阻器處于常溫狀態(tài)，它們的總電阻值小于1KΩ。此時(shí)，V1截止，V2導(dǎo)通，繼電器K得電吸合常開觸點(diǎn)，電機(jī)由市電供電運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　當(dāng)電機(jī)因故障局部過熱時(shí)，只要有一只PTC熱敏電阻受熱超過預(yù)設(shè)溫度時(shí)，其阻值就會(huì)超過10KΩ以上。 于是V1導(dǎo)通、V2截止，VD2顯示紅色報(bào)警，K失電釋放，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到保護(hù)目的。

　　PTC熱敏電阻的選型取決于電機(jī)的絕緣等級(jí)。通常按比電機(jī)絕緣等級(jí)相對(duì)應(yīng)的極限溫度低40℃左右的范圍選擇PTC熱敏電阻的居里溫度。例如，對(duì)于B1級(jí)絕緣的電機(jī)，其極限溫度為130℃，應(yīng)當(dāng)選居里溫度90℃的PTC熱敏電阻。

　　逆變電源中的保護(hù)電路

　　逆變器經(jīng)常需要進(jìn)行電流轉(zhuǎn)換,如果電路中的電流超出限定范圍，將對(duì)電路和關(guān)鍵器件造成很大傷害，因此保護(hù)電路在逆變電源中就顯得尤為重要。

　　防反接保護(hù)電路

　　如果逆變器沒有防反接電路，在輸入電池接反的情況下往往會(huì)造成災(zāi)難性的后果，輕則燒毀保險(xiǎn)絲，重則燒毀大部分電路。在逆變器中防反接保護(hù)電路主要有三種：反并肖特基二極管組成的防反接保護(hù)電路，如下圖所示。

　　由圖可以看出，當(dāng)電池接反時(shí)，肖特基二極管D導(dǎo)通，F(xiàn)被燒毀。如果后面是推挽結(jié)構(gòu)的主變換電路，兩推挽開關(guān)MOS管的寄生二極管的也相當(dāng)于和D并聯(lián)，但壓降比肖特基大得多，耐瞬間電流的沖擊能力也低于肖特基二極管D，這樣就避免了大電流通過MOS管的寄生二極管，從而保護(hù)了兩推挽開關(guān)MOS管。

　　這種防反接保護(hù)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不會(huì)影響效率，但保護(hù)后會(huì)燒毀保險(xiǎn)絲F，需要重新更換才能恢復(fù)正常工作。

　　采用繼電器的防反接保護(hù)電路，基本電路如下：

　　由圖中可以看出，如果電池接反，D反偏，繼電器K的線圈沒有電流通過，觸點(diǎn)不能吸合，逆變器供電被切斷。這種防反接保護(hù)電路效果比較好，不會(huì)燒毀保險(xiǎn)絲F，但體積比較大，繼電器的觸點(diǎn)的壽命有限。

　　采用MOS管的防反接保護(hù)電路，基本電路如下所示：

　　圖中D為防反接MOS的寄生二極管，便于分析原理畫出來了。當(dāng)電池極性未接反時(shí)，D正偏導(dǎo)通，Q的GS極由電池正極經(jīng)過F、R1、D回到電池負(fù)極得到正偏而導(dǎo)通。Q導(dǎo)通后的壓降比D的壓降小得多，所以Q導(dǎo)通后會(huì)使D得不到足夠的正向電壓而截至;

　　當(dāng)電池極性接反時(shí)，D會(huì)由于反偏而截至，Q也會(huì)由于GS反偏而截至，逆變器不能啟動(dòng)。這種防反接保護(hù)電路由于沒有采用機(jī)械觸點(diǎn)開關(guān)而具有比較長(zhǎng)的使用壽命，也不會(huì)像反并肖特基二極管組成的防反接保護(hù)電路那樣燒毀保險(xiǎn)絲F.因而得到廣泛應(yīng)用，缺點(diǎn)是MOS導(dǎo)通時(shí)具有一定的損耗。足夠暢通無阻地通過比較大的電流還保持比較低的損耗。

　　電池欠壓保護(hù)

　　為了防止電池過度放電而損壞電池，我們需要讓電池在電壓放電到一定電壓的時(shí)候逆變器停止工作，需要指出的一點(diǎn)是，電池欠壓保護(hù)太靈敏的話會(huì)在啟動(dòng)沖擊性負(fù)載時(shí)保護(hù)。這樣逆變器就難以起動(dòng)這類負(fù)載了，尤其在電池電量不是很充足的情況下。請(qǐng)看下面的電池欠壓保護(hù)電路。

　　可以看出這個(gè)電路由于加入了D1、C1能夠使電池取樣電壓快速建立，延時(shí)保護(hù)。

　　鋰電池充電保護(hù)電路

　　鋰電池過充，過放電都會(huì)影響電池的壽命。在設(shè)計(jì)時(shí)，要注意鋰電池的充電電壓，充電電流。然后選取合適的充電芯片。注意要防止鋰電池的過充，過放，短路保護(hù)等問題。同時(shí)，設(shè)計(jì)完成后要經(jīng)過大量的測(cè)試。