小功率通用開關(guān)穩(wěn)壓電源的分析與設(shè)計(jì)(完整版)實(shí)用資料

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小功率通用開關(guān)穩(wěn)壓電源的分析與設(shè)計(jì)（完整版）實(shí)用資料(可以直接使用，可編輯完整版實(shí)用資料，歡迎下載）2021年3月JournalofHunanInstituteofEngineeringMar.2021收稿日期:2021-09-01作者簡(jiǎn)介:許志偉(1978-,男,碩士,講師,研究方向:電力電子.小功率通用開關(guān)穩(wěn)壓電源的分析與設(shè)計(jì)許志偉,謝衛(wèi)才,林友杰,王志濤(湖南工程學(xué)院電氣信息學(xué)院,湘潭411101摘要:利用芯片TOP249Y為核心來(lái)設(shè)計(jì)開關(guān)電源電路,詳細(xì)討論了電路的工作原理和高頻變壓器的參數(shù)計(jì)算,輸出整流濾波電路,穩(wěn)壓反饋電路.本設(shè)計(jì)電路效率很高,體積小,能省去工頻變壓器.同時(shí)實(shí)現(xiàn)輸入欠壓保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、從外部設(shè)定極限電流、降低最大占空比等功能.關(guān)鍵詞:開關(guān)電源;線性光耦合器PC817A;可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器TL431中圖分類號(hào):TN86文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1671-119X(202101-0013-040引言本文設(shè)計(jì)的開關(guān)電源的基本技術(shù)指標(biāo)為:①交流輸入電壓UACI:220V(85~265V;②電網(wǎng)頻率:50Hz;③開關(guān)電源頻率f:132kHz;④輸出直流電壓Uo:19V;⑤輸出額定電流Io:3.6A;⑥額定輸出功率Po:70W;⑦負(fù)載調(diào)整率SI:-4%~+4%;⑧電源效率H:高于84%(當(dāng)交流電壓UACI=85V時(shí),滿載效率可達(dá)85%;當(dāng)UACI=230V時(shí),電源效率高達(dá)90%;⑨空載功率損耗:低于0152W(UACI=230V時(shí);⑩輸出紋波電壓:不高于120mV(峰-峰值.1開關(guān)電源電路中關(guān)鍵元器件的選擇與設(shè)計(jì)1.1TOP249Y的管腳功能TOP249Y采用TO-220-7C封裝形式,是TOPSwitch的第三代產(chǎn)品,其外形如圖1所示.它有六個(gè)管腳依次為:控制端C、線路檢測(cè)端L、極限電源設(shè)定端X、源極S、開關(guān)頻率選擇端F和漏極Do.各管腳如下:圖1TOP249Y外形及管腳圖選擇TOP249Y能夠滿足本設(shè)計(jì)輸出功率與輸入電壓的要求.1.2線性光耦合器PC817光電耦合器是以光為媒介來(lái)傳播電信號(hào)的器件.通常是把發(fā)光器(發(fā)光二極管LED和受光器(光敏晶體管封裝在同一管殼內(nèi).當(dāng)輸入端加電信號(hào)時(shí),發(fā)光器發(fā)出光線,照射在受光器上,受光器接受光線后導(dǎo)通,產(chǎn)生光電流從輸出端輸出,從而實(shí)現(xiàn)了“電-光-電”的轉(zhuǎn)換.1.3可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器TL431本設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)電壓和反饋電路采用常用的三端穩(wěn)壓器TL431來(lái)完成.在反饋電路的應(yīng)用中運(yùn)用采樣電壓通過(guò)TL431限壓,再通過(guò)光電耦合器PC817把電壓反饋到TOP249Y的控制端C端.2基于TOP249Y的開關(guān)電源設(shè)計(jì)利用TOP249Y設(shè)計(jì)了一種新型單端反激式開關(guān)電源[1],其輸出分別為19V/316A,電路原理如圖2所示.從該電路原理圖中可以看出,電阻R9和R10用來(lái)從外部設(shè)定功率開關(guān)管的漏極極限電流,使之略高于滿載或輸入欠壓時(shí)的漏極峰值電流ID(PK.這就允許在電源起動(dòng)過(guò)程中或輸出負(fù)載不穩(wěn)定但未出現(xiàn)飽和的情況下,采用較小尺寸的高頻變壓器.將F端與S端短接可將TOP249Y設(shè)為全頻工作方式,開關(guān)頻率為132kHz.當(dāng)輸入直流電壓過(guò)壓時(shí),R9和R10還能自動(dòng)降低最大占空比Dmax,對(duì)最大負(fù)載功率加以限制.而R11為欠壓、過(guò)壓檢測(cè)電阻,在線路檢測(cè)端L與直流輸入電壓UDCI端連接電阻R11可進(jìn)行線路檢測(cè),并能給線路提供電壓反饋,以減少開關(guān)頻率的波動(dòng).取R11=2MΩ時(shí),僅當(dāng)直流輸入電壓UDCI達(dá)到100V時(shí),電源才能起動(dòng).TOPSwitch-GX的欠壓電流IUV=50μA,過(guò)壓電流IOV=225μA.因此其欠壓保護(hù)工作電壓為100V,過(guò)壓保護(hù)工作電壓為450V,即TOP249Y在本電路中的直流電壓范圍為100~450V,一旦超出了該電壓范圍,TOP249Y將自動(dòng)關(guān)閉.另外,空載時(shí),TOP249Y能自動(dòng)降低開關(guān)頻率,使得在交流230V輸入時(shí)電源損耗僅為520mW.TOP249Y具有頻率抖動(dòng)特性,這對(duì)降低電磁干擾很有幫助.圖2高效率70W通用開關(guān)電源電路原理圖當(dāng)然,在過(guò)壓時(shí)最大占空比Dmax隨流入X端的電流IX的增大而減小,當(dāng)IX從90μA增加到190μA時(shí),最大占空比Dmax就從78%(對(duì)應(yīng)于UUV=100V線性地降低到47%(對(duì)應(yīng)于375V.在掉電后,欠壓檢測(cè)能在C1放電時(shí)減少輸出干擾,只要出現(xiàn)輸出調(diào)節(jié)失效或者輸入電壓低于40V的情況,都會(huì)使TOPSwitch2GX關(guān)閉.當(dāng)開關(guān)電源受到450V以上的沖擊電壓時(shí),R11同樣可使TOP249關(guān)斷,避免元器件受到損壞.但一般說(shuō)來(lái),由于交流輸入電壓在85~265V范圍內(nèi),經(jīng)整流濾波后的直流輸入電壓就在110~345V范圍內(nèi)波動(dòng),不會(huì)超出100~450V的范圍,所以本設(shè)計(jì)的開關(guān)電源相對(duì)安全.另外,在TOP249Y的外端加接了由VDZ1和VD1構(gòu)成的漏極鉗位電路.在功率MOSFET關(guān)斷瞬間,高頻變壓器初級(jí)漏感會(huì)產(chǎn)生尖峰電壓UL,那么就利用由VDZ1和VD1構(gòu)成的漏極鉗位電路來(lái)保護(hù)MOSFET不受損壞.同時(shí),高頻變壓器初級(jí)漏感在初級(jí)繞組上還會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓(即反向電動(dòng)勢(shì)UOR,兩者疊加在直流輸入電壓UDCImax上,加至內(nèi)部功率開關(guān)管MOSFET的漏極上.這就要求功率MOSFET至少能承受700V高壓,UBRDS≥700V.所以,UOR+UDCImax+UL≤700V,將UOR=73V,UDCImax=345V帶入式中得UL≤200V.因此,VDZ1采用鉗位電壓為200V的P6KE200型瞬態(tài)電壓抑制器,VD1選用UF4006型超快恢復(fù)二極管,其反向耐壓為800V,并將電容C11和VDZ1并聯(lián),以減少鉗位損耗.在MOSFET截止瞬間,初級(jí)極性則變?yōu)樯县?fù)下正,此時(shí)尖峰電壓就被VDZ1吸收掉.2.1該開關(guān)電源高頻變壓器的參數(shù)計(jì)算在單端反激式開關(guān)電源中,高頻開關(guān)變壓器既是儲(chǔ)能元件又是傳遞能量的主體,設(shè)計(jì)難度較大,是一個(gè)十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)[2].設(shè)計(jì)的主要參數(shù)包括變壓器變比n,初、次級(jí)繞組匝數(shù)NP、NS和反饋繞組匝數(shù)NF等.21111選擇恰當(dāng)?shù)拇判九c骨架由于該電源的輸出功率較為70W,高頻變壓器的漏感應(yīng)盡量小,一般應(yīng)選用能夠滿足132kHz開關(guān)頻率的錳鋅鐵氧體,為便于繞制,磁芯形狀可選用41湖南工程學(xué)院學(xué)報(bào)2021年EI或EE型,變壓器的初、次級(jí)繞組應(yīng)相間繞制.參考其他同類型相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)資料,本設(shè)計(jì)就選用R2KDP錳鋅鐵氧體材料制成的EE22型鐵氧體磁芯,R2KDP屬于高頻低功耗電源鐵氧體材料.當(dāng)開關(guān)電源的額定輸出功率PO=70W時(shí),設(shè)開關(guān)電源的效率H達(dá)到85%~90%,則高頻變壓器的額定輸入功率PI=PO/H=70W/(85%~90%=80W.輸入直流最小電壓UDCImin=110V;最大導(dǎo)通時(shí)間ton=Dmax/f;占空比(也稱導(dǎo)通比是漏極脈寬調(diào)制信號(hào)中的低電平通態(tài)時(shí)間ton與開關(guān)周期T的百分比,而開關(guān)周期T=ton+toff,則Dmax=ton/T=ton/(ton+toff為設(shè)定的最大占空比,通常取Dmax=014;開關(guān)頻率f=132kHz;電源預(yù)測(cè)效率值H=(85%~90%.21112初級(jí)感應(yīng)電壓UOR的計(jì)算TOPSwitch關(guān)斷且次級(jí)電路處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí),次級(jí)電壓會(huì)感應(yīng)到初級(jí).初級(jí)感應(yīng)電壓UOR是開關(guān)管斷開期間初級(jí)感應(yīng)到的電壓值.UDCImin=110,則由公式(1計(jì)算:UOR=UDCImin×ton/toff=UDCImin×Dmax/(1-Dmax(1計(jì)算得到:UOR=73V.21113確定變壓器各繞組匝數(shù)(1變壓器變比的計(jì)算當(dāng)TOP249Y中的MOSFET關(guān)斷時(shí),儲(chǔ)存在變壓器初級(jí)中的能量開始向次級(jí)傳遞,次級(jí)兩路繞組的電壓US1、US2可表示為:US1=US2=UDCImin×ton/toff×NS/NP(2變壓器次級(jí)電壓與輸出電壓的關(guān)系為:US1=US2=UO+UL+UF=19+013+014=1917V;其中變壓器次級(jí)繞組壓降UL為013V,輸出整流共陰極肖特基對(duì)管VD2、VD3壓降UF為014V.變壓器的變比n可表示為:n=NS/NP=US(UDCImin×ton/toff=US1/UOR(3計(jì)算得n=012699=0127.(2變壓器初級(jí)、次級(jí)及反饋繞組匝數(shù)的計(jì)算根據(jù)單端反激式變壓器的工作磁通密度及法拉第電磁感應(yīng)定律εi=-N×dB/dt×S,另外參考同類型相應(yīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)資料,可得到初級(jí)線圈匝數(shù)NP、次級(jí)線圈匝數(shù)NS,即NP=50匝,而NS=NP×US1/UOR=1315,取14匝.(3反饋繞組匝數(shù)的計(jì)算公式為:NB=NP×(UB+UF/UOR(4將UB=30V,UF=017V帶入得NB=2110,取21匝.2.2輸出整流濾波電路的設(shè)計(jì)輸出整流濾波電路由VD2、VD3、C2、C3、L1、C4和C14構(gòu)成.(1輸出整流電路的設(shè)計(jì)輸出整流管宜采用肖特基二極管,肖特基二極管是利用金屬和半導(dǎo)體接觸產(chǎn)生的勢(shì)壘作用的二極管,它是以多數(shù)載流子工作的,因而在開關(guān)時(shí)沒有少數(shù)載流子存儲(chǔ)電荷和移動(dòng)效應(yīng).其壓降低、正向?qū)〒p耗小,能提高電源效率.此外肖特基二極管反向恢復(fù)時(shí)間短,在降低反向恢復(fù)損耗以及消除輸出電壓紋波方面有明顯的優(yōu)勢(shì)[3].最高反向工作電壓UBR=1917V,整流管實(shí)際承受最大反向峰值電壓URM=(2~3UBR=50V.并且,額定輸出電流IO=316A,則整流管標(biāo)稱電流IFI≥(2~3IO=10A.為了減小次級(jí)繞組和輸出整流管的損耗,現(xiàn)將次級(jí)繞組分成兩路,每路單獨(dú)使用一只MBR20210型20A/100V的共陰極肖特基對(duì)管(VD2、VD3,然后并聯(lián)工作.之后串接LC電路,進(jìn)行濾波[4].(2輸出濾波電路的設(shè)計(jì)濾波電容在132kHz時(shí),相對(duì)于輸入濾波電路,輸出濾波電路要進(jìn)行高頻濾波.參考與本設(shè)計(jì)同類型相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)資料,選用濾波電容C2、C3、L1、C4和C14來(lái)構(gòu)成高頻濾波電路.串加LC濾波電路進(jìn)一步降低紋波.電容C2、C3、C4分別取820μF,耐壓值25V;C14取0.1μF,耐壓值50V;L1取200μH,用來(lái)減少輸出端的高頻干擾.一般來(lái)說(shuō),當(dāng)IO小于1A時(shí)可采用由非晶合金磁性材料制成的磁珠,大于1A時(shí)選用磁環(huán)繞制而成的扼流圈.而本設(shè)計(jì)的額定輸出電流IO=3.6A,故須選用磁環(huán)繞制而成的扼流圈.濾波電容、電感是組成濾波電路的重要器件.需要指出的是,電容、電感通常不是理想的電容電感.實(shí)際上是一個(gè)R、L、C的綜合器件.213穩(wěn)壓反饋電路設(shè)計(jì)反饋回路的形式由輸出電壓的精度決定,本電源采用“光耦PC817+TL431”.它可以將輸出電壓變化控制在±4%以內(nèi),反饋電壓由19V/3.6A的直流輸出端取樣.輸出電壓UO通過(guò)電阻分壓器R4、R5和R6獲得取樣電壓后,與TL431中的215V基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較后輸出誤差電壓,然后通過(guò)光51第1期許志偉等:小功率通用開關(guān)穩(wěn)壓電源的分析與設(shè)計(jì)耦去改變TOP249Y的控制端電流IC,進(jìn)而使占空比發(fā)生變化,再通過(guò)改變占空比來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓UO使其保持不變.光耦的另一作用是對(duì)冷地和熱地進(jìn)行隔離.反饋繞組的輸出電壓經(jīng)VD4、C15整流濾波后,可給光耦中的接收管提供偏壓.C15還與R8構(gòu)成的尖峰電壓,經(jīng)濾波后可使偏置電壓即使在負(fù)載較重時(shí),也能保持穩(wěn)定.R7、C9、C10和R3、C5、C8均為控制環(huán)路的補(bǔ)償元器件.3結(jié)束語(yǔ)單片開關(guān)電源的效率很高,體積小,能省去工頻變壓器,輸出直流電壓的紋波含量比同功率線性電源大,可與其他相應(yīng)的穩(wěn)壓器構(gòu)成理想的高效、精密穩(wěn)壓電源.TOPSwitch-GX適合制作低成本、高效率、小尺寸、全密封式開關(guān)電源模塊或電源適配器(adapter.本設(shè)計(jì)的交流輸入電壓范圍是85~265V,這屬于全世界通用的電壓范圍,該電源能同時(shí)實(shí)現(xiàn)輸入欠壓保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、從外部設(shè)定極限電流、降低最大占空比等功能.參考文獻(xiàn)[1]瑪尼克塔拉(美.開關(guān)電源設(shè)計(jì)與優(yōu)化[M].電子工業(yè)出版社,2006.[2]普萊斯曼(美.開關(guān)電源設(shè)計(jì)[M].電子工業(yè)出版社,2006.[3]楊恒.開關(guān)電源典型設(shè)計(jì)實(shí)例精選[M].中國(guó)電力出版社,2007.[4]劉立平.電力電子技術(shù)[M].中國(guó)電力出版社,2007.TheAnalysisandDesignofLowPowerUniversalSwitchingPowerXUZhi2wei,XIEWei2cai,LINYou2jie,WANGZhi2tao(CollegeofElect.andInformationEngineering,HunanInstituteofEngineering,Xiangtan411101,ChinaAbstract:AswitchingpowersupplycircuitisdesignedbyusingthecorechipTOP249Yinthispaper.Thentheworkingprincipleofthecircuit,theparametersofhighfrequencytransformer,theoutputrectifi2erfiltercircuitandthethevoltageregulatorfeedbackcircuitarediscussedindetail.Thecircuitishighlyefficientandsmall,andthefrequencytransformercanbeomitted.Atthesametime,ithasfunctionsofin2putingunder2voltageprotection,over2voltageprotection,currentlimitsetfromtheoutsideandreducingthemaximumdutyratio.Keywords:switchingpowersupply;linearoptocouplersPC817A;adjustableprecisionshuntregulatorTL43161湖南工程學(xué)院學(xué)報(bào)2021年

開關(guān)穩(wěn)壓電源的結(jié)構(gòu)

圖1畫出了開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理圖及等效原理框圖，它是由全波整流器，開關(guān)管V，激勵(lì)信號(hào)，續(xù)流二極管Vp，儲(chǔ)能電感和濾波電容C組成。實(shí)際上，開關(guān)穩(wěn)壓電源的核心部分是一個(gè)直流變壓器。這里我們對(duì)直流變換器和逆變器作如下解釋。

逆變器，它是把直流轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣鞯难b置。逆變器通常被廣泛地應(yīng)用在采用電平或電池組成的備用電源中。

直流變換器，它是把直流轉(zhuǎn)換成交流，然后又把交流轉(zhuǎn)換成直流的裝置。這種裝置被廣泛地應(yīng)用在開關(guān)穩(wěn)壓電源中。采用直流變換器可以把一種直流供電電壓變換成極性、數(shù)值各不同的多種直流供電電壓。

開關(guān)穩(wěn)壓電源的優(yōu)點(diǎn)

[1].功耗小，效率高。在圖1中的開關(guān)穩(wěn)壓電源電路中，晶體管V在激勵(lì)信號(hào)的激勵(lì)下，它交替地工作在導(dǎo)通—截止和截止—導(dǎo)通的開關(guān)狀態(tài)，轉(zhuǎn)換速度很快，頻率一般為50kHz左右，在一些技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家，可以做到幾百或者近1000kHz。這使得開關(guān)晶體管V的功耗很小，電源的效率可以大幅度地提高，其效率可達(dá)到80%。

[2].體積小，重量輕。從開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理框圖可以清楚地看到這里沒有采用笨重的工頻變壓器。由于調(diào)整管V上的耗散功率大幅度降低后，又省去了較大的散熱片。由于這兩方面原因，所以開關(guān)穩(wěn)壓電源的體積小，重量輕。

[3].穩(wěn)壓范圍寬。從開關(guān)穩(wěn)壓電源的輸出電壓是由激勵(lì)信號(hào)的占空比來(lái)調(diào)節(jié)的，輸入信號(hào)電壓的變化可以通過(guò)調(diào)頻或調(diào)寬來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償，這樣，在工頻電網(wǎng)電壓變化較大時(shí)，它仍能夠保證有較穩(wěn)定的輸出電壓。所以開關(guān)電源的穩(wěn)壓范圍很寬，穩(wěn)壓效果很好。此外，改變占空比的方法有脈寬調(diào)制型和頻率調(diào)制型兩種。這樣，開關(guān)穩(wěn)壓電源不僅具有穩(wěn)壓范圍寬的優(yōu)點(diǎn)，而且實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓的方法也較多，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的要求，靈活地選用各種類型的開關(guān)穩(wěn)壓電源。

[4].濾波的效率大為提高，使濾波電容的容量和體積大為減少。開關(guān)穩(wěn)壓電源的工作頻率目前基本上是工作在50kHz，是線性穩(wěn)壓電源的1000倍，這使整流后的濾波效率幾乎也提高了1000倍。就是采用半波整流后加電容濾波，效率也提高了500b倍。在相同的紋波輸出電壓下，采用開關(guān)穩(wěn)壓電源時(shí)，濾波電容的容量只是線性穩(wěn)壓電源中濾波電容的1/500—1/1000。

[5].電路形式靈活多樣。例如，有自激式和他激式，有調(diào)寬型和調(diào)頻型，有單端式和雙端式等等，設(shè)計(jì)者可以發(fā)揮各種類型電路的特長(zhǎng)，設(shè)計(jì)出能滿足不同應(yīng)用場(chǎng)合的開關(guān)穩(wěn)壓電源。

開關(guān)穩(wěn)壓電源的缺點(diǎn)

開關(guān)穩(wěn)壓電源的缺點(diǎn)是存在較為嚴(yán)重的開關(guān)干擾。開關(guān)穩(wěn)壓電源中，功率調(diào)整開關(guān)晶體管V工作在狀態(tài)，它產(chǎn)生的交流電壓和電流通過(guò)電路中的其他元器件產(chǎn)生尖峰干擾和諧振干擾，這些干擾如果不采取一定的措施進(jìn)行抑制、消除和屏蔽，就會(huì)嚴(yán)重地影響整機(jī)的正常工作。此外由于開關(guān)穩(wěn)壓電源振蕩器沒有工頻變壓器的隔離，這些干擾就會(huì)串入工頻電網(wǎng)，使附近的其他電子儀器、設(shè)備和家用電器受到嚴(yán)重的干擾。

目前，由于國(guó)內(nèi)微電子技術(shù)、阻容器件生產(chǎn)技術(shù)以及磁性材料技術(shù)與一些技術(shù)先進(jìn)國(guó)家還有一定的差距，因而造價(jià)不能進(jìn)一步降低，也影響到可靠性的進(jìn)一步提高。所以在我國(guó)的電子儀器以及機(jī)電一體化儀器中，開關(guān)穩(wěn)壓電源還不能得到十分廣泛的普及及使用。特別是對(duì)于無(wú)工頻變壓器開關(guān)穩(wěn)壓電源中的高壓電解電容器、高反壓大功率開關(guān)管、開關(guān)變壓器的磁芯材料等器件，在我國(guó)還處于研究、開發(fā)階段。在一些技術(shù)先進(jìn)國(guó)家，開關(guān)穩(wěn)壓電源雖然有了一定的發(fā)展，但在實(shí)際應(yīng)用中也還存在一些問(wèn)題，不能十分令人滿意。這暴露出開關(guān)穩(wěn)壓電源的又一個(gè)缺點(diǎn)，那就是電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率高，維修麻煩。對(duì)此，如果設(shè)計(jì)者和制造者不予以充分重視，則它將直接影響到開關(guān)穩(wěn)壓電源的推廣應(yīng)用。當(dāng)今，開關(guān)穩(wěn)壓電源推廣應(yīng)用比較困難的主要原因就是它的制作技術(shù)難度大、維修麻煩和造價(jià)成本較高。

開關(guān)穩(wěn)壓電源的種類

現(xiàn)在，電子技術(shù)和應(yīng)用迅速地發(fā)展，對(duì)電子儀器和設(shè)備的要求是：性能上，更加安全可靠，在功能上，不斷地增加。在使用上自動(dòng)化程度越來(lái)越高。在體積上，要日趨小型化。這使采用具有眾多優(yōu)點(diǎn)的開關(guān)穩(wěn)壓電源就顯得更加重要了。所以，開關(guān)穩(wěn)壓電源在計(jì)算機(jī)、通信、航天、彩色電視等方面都得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，發(fā)揮了巨大的作用，這大大促進(jìn)了開關(guān)穩(wěn)壓電源的發(fā)展，從事這方面研究和生產(chǎn)的人員也在不斷地增加，開關(guān)穩(wěn)壓電源的品種和類型也越來(lái)越多。下面的組圖給出了各種類型開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理圖。

(1)按激勵(lì)方式劃分

他激式

電路中轉(zhuǎn)設(shè)激勵(lì)信號(hào)的振蕩器，電路形式如圖6所示。

自激式

開關(guān)管兼作振蕩器中的振蕩管，電路形式如圖7所示。

(2)按調(diào)制方式劃分

脈寬調(diào)制型

振蕩頻率保持不變，通過(guò)改變脈沖寬度來(lái)改變和調(diào)節(jié)輸出電壓的大小，有時(shí)通過(guò)取樣電路、耦合電路等構(gòu)成反饋閉環(huán)回路，來(lái)穩(wěn)定輸出電壓的幅度。

頻率調(diào)制型

占空比保持不變，通過(guò)改變振蕩器的振蕩頻率來(lái)調(diào)節(jié)和穩(wěn)定輸出電壓的幅度。

混合調(diào)制型

通過(guò)調(diào)節(jié)導(dǎo)通時(shí)間的振蕩頻率來(lái)完成調(diào)節(jié)和穩(wěn)定輸出電壓幅度的目的。

(3)按開關(guān)管電流的工作方式劃分

開關(guān)型

用開關(guān)晶體管把直流變成高頻標(biāo)準(zhǔn)方波，電路形式類似于他激式。

諧振型

開關(guān)晶體管與LC諧振回路將直流變成標(biāo)準(zhǔn)正弦波，電路形式類似于自激式。

(4)按開關(guān)晶體管的類型劃分

晶體管型

采用晶體管作為開關(guān)管，電路形式如圖6所示。

可控硅型

采用可控硅作為開關(guān)管，這種電路的特點(diǎn)是直接輸入交流電，不需要一次整流部分，其電路形式如圖5。

(5)按儲(chǔ)能電感與負(fù)載的連接方式劃分

串聯(lián)型

儲(chǔ)能電感串聯(lián)在輸入與輸出電壓之間，電路形式如圖3所示。

并聯(lián)型

儲(chǔ)能電感并聯(lián)在輸入與輸出電壓之間，電路形式如圖4所示。

(6)按晶體管的連接的連接方式劃分

單端式

僅使用一個(gè)晶體管作為電路中的開關(guān)管，這種電路的特點(diǎn)是價(jià)格低，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但輸出功率不能提高，其電路形式如圖3、圖4和圖6所示。

推挽式

使用兩個(gè)晶體管，將其連接成推挽功率放大器形式。這種電路的特點(diǎn)是開關(guān)變壓器必須具有中心抽頭，電路形式如圖12。

半橋式

使用兩個(gè)晶體管，將其連接成半橋形式。它的特點(diǎn)是適應(yīng)于輸入電壓較高的場(chǎng)合。電路形式如圖11。

全橋式

使用四個(gè)開關(guān)晶體管，將其連接成全橋形式。它的特點(diǎn)是輸出的功率比較大。其電路形式如圖13。

(7)按輸入與輸出的電壓大小劃分

升壓式

輸出電壓比輸入電壓高，實(shí)際就是并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源。

降壓式

輸出電壓比輸入電壓低，實(shí)際就是串聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源。第1章開關(guān)穩(wěn)壓電源的基本原理1.1特征1.2穩(wěn)定度1.3反電動(dòng)勢(shì)1.4電容C的充放電電流與電感L的充放電電壓1.5無(wú)變壓器的最簡(jiǎn)單開關(guān)穩(wěn)壓電源1.5.1降壓型開關(guān)穩(wěn)壓電源1.5.2升壓型開關(guān)穩(wěn)壓電源1.5.3極性反轉(zhuǎn)型開關(guān)穩(wěn)壓電源1.6iE激式電路與回掃式電路1.7輸入電壓與輸出功率決定的電路方式1.7.1輸入電壓低的場(chǎng)合1.7.2輸入電壓高的場(chǎng)合1.7.3小功率的場(chǎng)合第2章開關(guān)穩(wěn)壓電源的電路構(gòu)成及特征2.1電路構(gòu)成的特征2.2自激式直流一直流變換器的優(yōu)、缺點(diǎn)2.3R.C.C變換器2.4R.C.C電路輸出電壓的控制方式2.5利用變壓器飽和的直流一直流變換器2.6利用磁放大器的直流一直流變換器2.7利用磁放大器的穩(wěn)定化電路及其特征2.8他激式開關(guān)穩(wěn)壓電源及其特征第3章開關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方法3.1高頻整流電路3.2整流電路電壓的最低值3.3平滑電路中電容量的求法【專欄】開關(guān)穩(wěn)壓電源的壽命由電解電容器決定3.4輸入濾波電容的實(shí)用設(shè)計(jì)方法3.5高頻變壓器的最佳設(shè)計(jì)3.6變壓器設(shè)計(jì)實(shí)例3.6.1設(shè)計(jì)實(shí)例1(正向激勵(lì)電路3.6.2設(shè)計(jì)實(shí)例2(橋式電路3.7帶磁芯電感的最佳設(shè)計(jì)方法3.8扼流圈的設(shè)計(jì)實(shí)例【專欄】用戶得不到好處的高頻化是沒有意義的第4章脈寬調(diào)制電路與保護(hù)電路4.1脈寬調(diào)制電路與集成控制器4.2控制用輔助電源與啟動(dòng)電路4.3過(guò)電流與過(guò)電壓保護(hù)電路4.4最新集成控制器的發(fā)展趨勢(shì)與關(guān)鍵問(wèn)題第5章開關(guān)穩(wěn)壓電源應(yīng)用實(shí)例5.1三個(gè)有源元器件構(gòu)成帶磁放大器的直流一直流5.2使用電流控制型磁放大器的三路輸出電源5.3半橋脈寬調(diào)制的開關(guān)電源【專欄】?jī)H由電平不能判斷開關(guān)電源的紋波與噪聲是否良好【專欄】電源瞬斷時(shí)沖擊電流防止電路完全不動(dòng)作5.4多路輸出電源實(shí)例第6章開關(guān)穩(wěn)壓電源效率的改善措施6.1電源效率的概念6.2效率提高的關(guān)鍵【專欄】?jī)H由輸出電流與效率不能計(jì)算出井關(guān)電源的輸入電流【專欄】正態(tài)噪聲與共模噪聲的不同點(diǎn)6.3開關(guān)晶體管驅(qū)動(dòng)方法對(duì)效率的改善6.4吸收電路的改進(jìn)對(duì)效率的改善6.5由集電極電壓與電流波形判斷逆變器的工作情況6.6開關(guān)元件使用功率FET注意的問(wèn)題第7章諧振變換器7.1諧振變換器的特征7.2無(wú)變壓器的電壓與電流諧振變換器7.3帶變壓器的橋式諧振變換器7.4利用變壓器漏感的電流諧振變換器7.5增設(shè)諧振電感的正向激勵(lì)電流諧振變換器7.6諧振電源的控制電路第8章仿真軟件PSHCE在開關(guān)電源中的應(yīng)用8.1計(jì)算機(jī)的電路仿真8.2PSPICE使用時(shí)的準(zhǔn)備工作8.3開關(guān)電源中使用的元件與電路方式及關(guān)鍵點(diǎn)8.4CIR文卷編制的關(guān)鍵點(diǎn)8.5開關(guān)穩(wěn)壓電源中使用PSPICE時(shí)的注意事項(xiàng)與關(guān)鍵點(diǎn)8.6PSPICE在開關(guān)電源中的應(yīng)用實(shí)例【專欄】參考圖的說(shuō)明附錄參考文獻(xiàn)Translatedfrom:XiongFusheng,DCSwitchingPowerSupplyProtectionTechnology,Guangzhou:TheWorldofPowerSupply[P],2002.2.DCSwitchingPowerSupplyProtectionTechnologyAbstract:TheDCswitchingpowersupplyprotectionsystem,protectionsystemdesignprinciplesandmachineprotectionmeasures,ananalysisofswitchingpowersupplyintherangeofprotectedcharacteristicsanditsdesignmethodology,introducedanumberofpracticalprotectioncircuit.Keywords:switchingpowersupplyprotectioncircuitsystemdesign1、IntroductionDCswitchingregulatorusedinthepriceofmoreexpensivehigh-powerswitchingdevices,thecontrolcircuitisalsomorecomplex,Inaddition,theloadswitchingregulatorsaregenerallyusedalargenumberofhighlyintegratedelectronicsystemsinstalleddevices.Transistorsandintegrateddevicetoleranceelectricity,lessheatshocks.SwitchingRegulatorsthereforeshouldtakeintoaccounttheprotectionofvoltageregulatorsandloadtheirownsafety.Manydifferenttypesofcircuitprotection,polarityprotection,introducedhere,theprogramprotection,over-currentprotection,over-voltageprotection,under-voltageprotectionandover-temperatureprotectioncircuit.Usuallychosentobesomecombinationofprotection,constitutesacompleteprotectionsystem.2、polarityprotectionDCswitchingregulatorinputaregenerallynotregulatedDCpowersupply.Operatingerrorsoraccidentsasaresultofthesituationwilltakeitswrongpolarity,switchingpowersupplywillbedamaged.Polarityprotectionpurposes,istomaketheswitchingregulatoronlywhenthecorrectpolarityisnotconnectedtoDCpowersupplyregulatortoworkat.Connectingasingledevicecanachievepowerpolarityprotection.SincethediodeDtoflowthroughswitchingregulatorinputtotalcurrent,thiscircuitappliedinalow-powerswitchingregulatormoresuitable.Powerinthelargeroccasion,whilethepolarityprotectioncircuitasaproceduretoprotectalink,savethepowerrequiredforpolarityprotectiondiodes,powerconsumptionwillbereduced.Inordertoeasytooperate,makeiteasiertoidentifythecorrectpolarityornot,collectthenextlight.3、procedurestoprotectSwitchingpowersupplycircuitisrathercomplicated,basicallycanbedividedintolow-powerandhigh-powerpartofthecontrolpartoftheswitch.Switchisahigh-powertransistors,fortheprotectionofthetransistorswitchisturnedonoroffpowersafety,wemustfirstmodulator,amplifierandotherlow-powercontrolcircuit.Tothisend,theboottoensurethecorrectprocedures.SwitchingRegulatorsgenerallytaketheinputofasmallinductor,theinputfiltercapacitor.Momentintheboot,filtercapacitorwillflowalotofsurgecurrent,thesurgecurrentcanbeseveraltimesmorethanthenormalinputcurrent.Suchalargesurgecurrentmaycontactthegeneralpowerswitchorrelaycontactmelting,andtheinputfusefuse.Inaddition,thecapacitorsurgecurrentwilldamagetoshortenthelifespanofprematuredamage.Tothisend,thebootshouldbeaccesstoacurrentlimitingresistor,throughthecurrentlimitingresistortocapacitorcharging.Inordernottomakethecurrentlimitingresistorexcessivepowerconsumption,thusaffectingthenormalswitchingregulator,andthetransientprocessinthebootafterashortperiodthenautomaticallyrelaysittoDCpowersupplydirectlytotheswitchingregulatorpowersupply.Thiscircuitswitchingregulatorcalleda"softstart"circuit.Switchingregulatorcontrolcircuitofthelogiccomponentsrequiredorop-ampauxiliarypowersupply.Tothisend,theauxiliarypowersupplymustbeintheswitchcircuit.Thiscontrolcircuitcanbeusedtoensuretheboot.Normalbootprocessis:toidentifythepolarityofinputpower,voltageprotectionprocedures→boot→auxiliarypowersupplycircuitandthroughcurrentlimitingresistorRoftheswitchingregulatorinputcapacitorC→chargemodulationswitchingregulatorcircuit,→short-circuitcurrentlimitingresistorstabilityswitchingregulator.Intheswitchingregulator,themachinesjustbecausetheoutputcapacitance,andchargetotheratedoutputvoltagevalueoftheneedforacertainperiodoftime.Duringthistime,samplingtheoutputamplifierwithlowinputvoltagesampling,closed-loopregulationcharacteristicsofthesystemwillforcetheswitchingofthetransistorconductiontimelengthened,sothatswitchingtransistorduringthisperiodwilltendtocontinuousconduction,andeasilydamaged.Tothisend,therequirementsofthisparagraphintheboottime,theswitchtoswitchtheoutputmodulationcircuittransistorbasedrivesignalofthepulsewidthmodulation,canguaranteetheswitchingtransistorbythecut-offswitchesarebecomingmoreandmorenormalstate,thereforetheprotectionofthesettingupofaboottotieinwiththesoftstart.4、over-currentprotectionWhentheloadshort-circuit,overloadcontrolcircuitfailureorunforeseencircumstances,suchaswouldcausetheflowofswitchingvoltageregulatortransistorcurrentistoolarge,sothatincreasedpowertubes,fever,ifthereisnoover-currentprotectiondevice,highpowerswitchingtransistormaybedamaged.Therefore,theswitchingregulatorintheover-currentprotectioniscommonlyused.Themosteconomicalwayistousesimplefuse.Asaresultoftheheatcapacityofsmalltransistors,generalfuseprotectioningeneralcannotplayaroleintherapidfusecommonfuse.Thismethodhastheadvantageoftheprotectionofvulnerable,butitneedstoswitchtransistorinaccordancewithspecificsecurityrequirementsoftheworkareatoselectthefusespecifications.Thisdisadvantageisover-currentprotectionmeasuresbroughtaboutbytheinconvenienceoffrequentreplacementoffuses.Linearvoltageregulatorcommonlyusedintheprotectionandcurrentlimitingtoprotectthecut-offintheswitchingregulatorcanbeapplied.However,accordingtothecharacteristicsofswitchingregulators,theprotectioncircuitcannotdirectlycontroltheoutputtransistorswitches,andovercurrentprotectionmustbeconvertedtopulseoutputcommandstocontrolthemodulatortoprotectthetransistorswitch.Inordertoachieveover-currentprotectionaregenerallyrequiredsamplingresistorinseriesinthecircuit,thiswillaffecttheefficiencyofpowersupply,somoreforlow-powerswitchingregulatorofoccasions.Inthehigh-powerswitchingpowersupply,bytakingintoaccountthepowerconsumptionshouldbeavoidedasfaraspossibleaccesstothesamplingresistor.Therefore,therewillusuallybeconvertedtoover-currentprotection,andunder-voltageprotection.5、over-voltageprotectionSwitchingregulator'sinputover-voltageprotection,includingover-voltageprotectionandoutputover-voltageprotection.SwitchingregulatorisnotusedinDCpowersupplyvoltageregulatorandrectifier,suchasbatteryvoltage,iftoohigh,soswitchingregulatorisnotworkingproperly,orevendamagetointernaldevices,therefore,itisnecessarytousetheinputover-voltageprotectioncircuit.Usingtransistorsandrelaysprotectioncircuit.Inthecircuit,whentheinputDCpowersupplyvoltagehigherthanthevoltageregulatordiodebreakdownvoltagevalue,thebreakdownvoltageregulatortube,acurrentflowingthroughresistorR,sothatVturn-ontransistor,relay,normallyclosedcontactoffopen,cutofftheinput.VoltageregulatorvoltageregulatorwhichcontrolsthevalueofVz=ESrmax-UBE.Thepolarityofinputpowerwiththeinputprotectioncircuitcanbecombinedwithover-voltageprotection,polarityprotectionconstituteadifferentialcircuitandovervoltageprotection.Outputover-voltageprotectionswitchingpowersupplyisessential.Inparticular,forthe5Voutputoftheswitchingregulator,itisalotofloadonahighlevelofintegrationofthelogicdevice.Ifatwork,switchingregulatorsuddendamagetotheswitchtransistor,theoutputpotentialmaybeincreasedimmediatelytotheimportationofnon-regulatedDCpowersupplyvoltagevalue,causinggreatlossinstantaneous.Commonlyusedmethodisshort-circuitprotectionthyristor.Thesimplestover-voltageprotectioncircuit.Whentheoutputvoltageistoohigh,theregulatortubebreakdowntriggeredthyristorturn-on,theoutputshort-circuit,resultinginover-currentthroughthefuseorcircuitprotectivedevicetocutofftheinputtoprotecttheload.Thiscircuitisequivalenttotheresponsetimeoftheopeningtimeofthyristorisabout5~10μs.Thedisadvantageisthatitsactionisfixedvoltage,temperaturecoefficient,andactionpointsofinstability.Inaddition,thereisavoltageregulatorcontrolparametersofthediscrete,modelover-voltagestart-upthesamebuthasdifferentvalues,difficulttodebug.Escasuddenincreaseinoutputvoltage,transistorsV1,V2conduction,thethyristorconduction.ReferencevoltageVzbytype.6、under-voltageprotectionOutputvoltagebelowthevaluetoreflecttheinputDCpowersupply,switchingregulatoroutputloadinternalorunusualoccurrence.InputDCpowersupplyvoltagedropsbelowthespecifiedvaluewouldresultinswitchingregulatoroutputvoltagedrops,theinputcurrentincreases,notonlyendangertheswitchingtransistor,butalsoendangertheinputpower.Therefore,inordertosetupduetovoltageprotection.Duetosimplevoltageprotection.Whennovoltageregulatorinputnormal,ZDbreakdownvoltageregulatortube,transistorsVconduction,therelayaction,contactpull-in,power-switchingregulator.Whentheinputbelowtheminimumallowablevoltagevalue,theregulatortubeZDbarrier,Vcut-off,contactKai-hop,switchingregulatorcannotwork.Internalswitchingregulator,asthecontrolswitchtransistorcircuitdisordersorfailurewilldecreasetheoutputvoltage;loadshort-circuitoutputvoltagewillalsodecline.Especiallyinthereversed-phasestep-uporstep-upswitchingregulatorDCvoltageoftheprotectionduetoover-currentprotectionwithcloselyrelatedandthereforemoreimportant.ImplementationofSwitchingRegulatorsintheterminationoftheoutputvoltagecomparators.Normally,thereisnocomparatoroutput,oncethevoltagedropsbelowtheallowablevalueinthecomparatorontheflip,drivealarmcircuit;alsofedbacktotheswitchingregulatorcontrolcircuit,sothatswitchingtransistorcut-offorcutofftheinputpower.7、over-temperatureprotectionSwitchingregulatorandthehighlevelofintegrationoflight-weightsmallvolume,withitsunitvolumegreatlyincreasedthepowerdensity,powersupplycomponentstoitsworkwithintherequirementsoftheambienttemperatureisalsoacorrespondingincrease.Otherwise,thecircuitperformancewilldeteriorate,prematurecomponentfailure.Therefore,inhigh-powerswitchingregulatorshouldbesetupover-temperatureprotection.Relaysusedtodetectthetemperatureinsidethepowersupplytemperature,whentheinternallygeneratedpowersupplyoverheating,thetemperatureoftherelayontheaction,sothatwholecircuitinawarningalarm,andtherealizationofthepowersupplyover-temperatureprotection.Temperaturerelaycanbeplacedinthevicinityoftheswitchingtransistor,thegeneralhigh-powertubeshelltoallowthemaximumtemperatureis75℃,adjustthetemperaturesettingto60℃.Whentheshellafterthetemperatureexceedstheallowablevaluetocutoffelectricalrelayontheswitchprotection.Semiconductorswitchingdevicethermal"hotthyristor,"intheover-temperatureprotection,playedanimportantrole.Itcanbeusedasdirectedcircuittemperature.Underthecontrolofp-hot-gatethyristor(TT102characteristics,byRTvaluetodeterminethetemperatureofthedeviceturn-on,RTgreaterthetemperaturethelowertheturn-on.Whenplacednearthepowerswitchingtransistororpowerdevice,itwillbeabletoplaytheroleoftemperatureinstructions.Whenthepowercontrolthetemperatureoftheshellortheinternaldevicetemperatureexceedstheallowedvalue,theheatconductionthyristoron,sothatLEDwarninglight.Iftheoptocouplerwith,wouldenablethewholecircuitalarmactiontoprotecttheswitchingregulator.Itcanalsobeusedasapowertransistorastheover-temperatureprotection,crystalswitchthebasecurrentbyn-typegatecontrolthyristorTT201thermalbypass,cut-offswitchtocutoffthecollectorcurrenttopreventoverheating.8、ConclusionDiscussedaboveintheswitchingregulatorofavarietyofconservation,andintroducesanumberofspecificwaystoachieve.Ofagivenswitchingpowersupplyisconcerned,butalsoprotectionfromthewholetoconsiderthefollowingpoints:1theswitchingregulatorusedintheswitchingtransistorintheDCsecurityrestrictionsontheworkofregionalwork.ThetransistorswitchesselectedbythemanualavailabletransistorsgetDCsafeworkingarea.Accordingtothemaximumcollectorcurrenttodeterminetheinputvalueofover-currentprotection.However,theinstantaneousmaximumvalueshouldbeconvertedtotheaveragecurrent.Atratedoutputcurrentandoutputvoltageconditions,theswitchofthedynamicloadlinedoesnotexceedasafeworkingareaDCmaximuminputvoltage,inputover-voltageprotectionisthevoltagevalue.2theswitchingregulatoroutputlimitgivenbythetechnicalindicatorswithin.Workwithintherequiredtemperaturerange,theswitchingregulator'soutputvoltage,thelowerlimitoftheoutputisoff,duetothevoltagevalueofvoltageprotection.Over-currentprotectioncanbebasedonthemaximumoutputcurrenttodetermine.Falsealarminordernottoprotectthevalueofacertainmargintoremainappropriate.3fromtheabovetwomethodstodeterminetheprotectionafterthepowersupplydeviceinaccordancewiththeneedsofmeasurestodeterminethealarm.Measuresthegeneralalarmsoundandlightalarmtwopolice.Voiceofthepoliceappliedtomorecomplexmachines,powersupplypartsanddonotstandoutinaplace,itcangivestaffaneffectivewarningoffailure;opticalPoliceinstructionscanbeeye-catchingandfaultalarmandpointedoutthatthefaultlocationandtype.Protectionmeasuresshouldbeprotectedastodeterminethelocation.Inthehigh-power,multi-channelpowersupply,alwayspaying,DCcircuitbreakers,relays,etc.high-sensitivityauto-protectionmeasures,tocutofftheinputpowersupplytostopworkingthesystemfromdamage.Throughthelogiccontrolcircuittomaketheappropriateprogramcut-offswitchtransistorissensitiveitisconvenientandeconomic.Thiseliminatedlarge,longresponsetime,thepriceofyourhigh-powerrelayorcircuitbreaker.4thepowerofputtingintheprotectioncircuitwillbeaffectedafterthereliabilityofthesystem,forwhichwanttoprotectthereliabilityofthecircuititselfishigherinordertoimprovethereliabilityoftheentirepowersystem,therebyincreasingitsownpowersupplyMTBF.Thisrequirestheprotectionofstrictlogic,thecircuitissimple,atleastcomponents,Inadditiontotheprotectioncircuitshouldalsobeconsideredafailureofmaintenanceoftheirdifficultyandtheirpowertoprotectthedamage.Therefore,wemustbecomprehensiveandsystematicconsiderationofavarietyofswitchingpowersupplyprotectionmeasurestoensurethenormaloperationofswitchingpowersuppliesandhigh-efficiencyandhighreliability.譯自:熊福生,直流開關(guān)電源保護(hù)技術(shù),廣州:電源世界期刊[P],2002.2直流開關(guān)穩(wěn)壓電源的保護(hù)技術(shù)摘要:討論了直流開關(guān)穩(wěn)壓電源的保護(hù)系統(tǒng),提出保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則和整機(jī)保護(hù)的措施,分析了開關(guān)穩(wěn)壓電源中的各種保護(hù)的特點(diǎn)及其設(shè)計(jì)方法,介紹了幾種實(shí)用保護(hù)電路。關(guān)鍵字:開關(guān)電源保護(hù)電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、引言直流開關(guān)穩(wěn)壓器中所使用的大功率開關(guān)器件價(jià)格較貴,其控制電路亦比較復(fù)雜,另外,開關(guān)穩(wěn)壓器的負(fù)載一般都是用大量的集成化程度很高的器件安裝的電子系統(tǒng)。晶體管和集成器件耐受電、熱沖擊的能力較差。因而開關(guān)穩(wěn)壓器的保護(hù)應(yīng)該兼顧穩(wěn)壓器本身和負(fù)載的安全。保護(hù)電路的種類很多,這里介紹極性保護(hù)、程序保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)、欠電壓保護(hù)以及過(guò)熱保護(hù)等電路。通常選用幾種保護(hù)方式加以組合,構(gòu)成完善的保護(hù)系統(tǒng)。2、極性保護(hù)直流開關(guān)穩(wěn)壓器的輸入一般都是未穩(wěn)壓直流電源。由于操作失誤或者意外情況會(huì)將其極性接錯(cuò),將損壞開關(guān)穩(wěn)壓電源。極性保護(hù)的目的,就是使開關(guān)穩(wěn)壓器僅當(dāng)以正確的極性接上未穩(wěn)壓直流電源時(shí)才能工作。利用單向?qū)ǖ钠骷梢詫?shí)現(xiàn)電源的極性保護(hù)。最簡(jiǎn)單的極性保護(hù)電路如圖1所示。由于二極管D要流過(guò)開關(guān)穩(wěn)壓器的輸入總電流,因此這種電路應(yīng)用在小功率的開關(guān)穩(wěn)壓器上比較合適。在較大功率的場(chǎng)合,則把極性保護(hù)電路作為程序保護(hù)中的一個(gè)環(huán)節(jié),可以省去極性保護(hù)所需的大功率二極管,功耗也將減小。為了操作方便,便于識(shí)別極性正確與否,在二極管之后接指示燈。3、程序保護(hù)開關(guān)穩(wěn)壓電源的電路比較復(fù)雜,基本上可以分為小功率的控制部分和大功率的開關(guān)部分。開關(guān)晶體管則屬大功率，為保護(hù)開關(guān)晶體管在開啟或關(guān)斷電源時(shí)的安全,必須先讓調(diào)制器、放大器等小功率的控制電路工作。為此,要保證正確的開機(jī)程序。開關(guān)穩(wěn)壓器的輸入端一般接有小電感、大電容的輸入濾波器。在開機(jī)瞬間,濾波電容器會(huì)流過(guò)很大的浪涌電流,這個(gè)浪涌電流可以為正常輸入電流的數(shù)倍。這樣大的浪涌電流會(huì)使普通電源開關(guān)的觸點(diǎn)或繼電器的觸點(diǎn)熔化,并使輸入保險(xiǎn)絲熔斷。另外,浪涌電流也會(huì)損害電容器,使之壽命縮短,過(guò)早損壞。為此,開機(jī)時(shí)應(yīng)該接入一個(gè)限流電阻,通過(guò)這個(gè)限流電阻來(lái)對(duì)電容器充電。為了不使該限流電阻消耗過(guò)多的功率，以致影響開關(guān)穩(wěn)壓器的正常工作,而在開機(jī)暫態(tài)過(guò)程結(jié)束后，用一個(gè)繼電器自動(dòng)短接它,使直流電源直接對(duì)開關(guān)穩(wěn)壓器供電。這種電路稱之謂開關(guān)穩(wěn)壓器的“軟啟動(dòng)”電路。開關(guān)穩(wěn)壓器的控制電路中的邏輯組件