采用晶閘管過電壓急劇保護(hù)方式的過壓鉗位

      在實(shí)際電路中可以把快速反應(yīng)的電壓鉗位優(yōu)點(diǎn)與更有效的晶閘管過電壓急劇保護(hù)電路的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來。在這種組合電路中，用來阻止晶閘管虛假動(dòng)作的延時(shí)選擇就不會(huì)與負(fù)載保護(hù)沖突，因?yàn)殂Q位保護(hù)電路在這段延時(shí)時(shí)間內(nèi)提供負(fù)載保護(hù)。

      在一個(gè)小電源適配器中，把圖中的延時(shí)過電壓急劇保護(hù)與圖中所示的旁路齊納鉗位二極管進(jìn)行簡(jiǎn)單的組合便可以得到較好的過壓保護(hù)效果。

      在一些更重要的大電流電源適配器應(yīng)用中，僅僅用到齊納鉗位二極管技術(shù)將會(huì)造成太大的功率損耗；僅用簡(jiǎn)單的過電壓急劇保護(hù)電路面不采用電壓鉗位電路會(huì)產(chǎn)生延時(shí)，此延時(shí)將不可避免地形成一個(gè)電壓過沖現(xiàn)象，而這是沒法接受的。另外由過電壓急劇保護(hù)快速反應(yīng)面引起的干擾關(guān)斷也是不需要的。

      在這樣的重要應(yīng)用中采用更復(fù)雜的保護(hù)系統(tǒng)是合適的。一個(gè)動(dòng)態(tài)電壓鉗位電路與一個(gè)有延時(shí)自調(diào)整的晶閘管過電壓急劇保護(hù)電路組合便能得到一個(gè)最佳保護(hù)結(jié)果。

      該組合電路消除了干擾關(guān)斷，在晶閘管延時(shí)期間防止了電壓過沖，在鉗位期間，當(dāng)應(yīng)力太大時(shí)，延時(shí)時(shí)間便縮短，以防止過大的功率損耗。圖顯示的是一個(gè)合適電路，圖中是其運(yùn)行參數(shù)。

      在圖所示電路中，比較放大器A1對(duì)輸入電壓一直進(jìn)行監(jiān)測(cè)。該比較放大器把內(nèi)部參考電壓ZD1與取樣網(wǎng)絡(luò)R1、R2從電源適配器Vout取樣的輸入電壓進(jìn)行比較，此輸入電壓大小可通過電阻R1進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)過壓情況出現(xiàn)的時(shí)候，比較放大器A1+增加，使A1的輸出為高，這時(shí)電流流過R4、ZD2、Q1的基極發(fā)射極以及R6，這時(shí)錯(cuò)位品體管Q1導(dǎo)通。

      此刻Q1可以看作一個(gè)旁路調(diào)節(jié)器，通過對(duì)電流進(jìn)行有效的分流它能夠保證輸出電壓值鉗位在規(guī)定的鉗位值上，在這個(gè)鉗位過程中，ZD2加電，A點(diǎn)電壓變高，它的值由齊納二極管上的壓降、Q1的基極發(fā)射極壓降以及鉗位電流在電阻R上的壓降來決定。這時(shí)A點(diǎn)電壓通過R2、C1、R，加到SCR1上，同時(shí)也給電容C1充電到SCR1的柵極導(dǎo)通電壓。如果輸出過壓持續(xù)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，C將充電到0。6V，同時(shí)SCR1將導(dǎo)通使得電源適配器的輸出端短路到地端。圖中電阻R，用來限制流過SCR：上的峰值電流。

      圖顯示了該電路的工作參數(shù)。在過壓限制的情況下，曲線A是這樣得到的在t1時(shí)刻一個(gè)過壓故障出現(xiàn)，同時(shí)輸出電壓上升到電壓鉗位點(diǎn)Vow。在這個(gè)點(diǎn)上，Q1導(dǎo)通對(duì)輸出電流進(jìn)行適當(dāng)分流以保持輸出電壓在Vow上不變一直到t時(shí)刻。在這瞬間SCR導(dǎo)通，使得輸出電壓減小到由晶閘管飽和電壓決定的一個(gè)低電壓值。在t3時(shí)刻外部熔斷器或斷路器工作，斷開電源適配器。由該圖可以清楚地看到：如果鉗位動(dòng)作沒有發(fā)生，那么就會(huì)由于延時(shí)時(shí)間過長(zhǎng)和快速上升電壓沿面使得輸出電壓增大到一個(gè)系統(tǒng)不能接受的值上。

      如果在鉗位期間流過Q1的電流很大，那么在發(fā)射極電阻R。上的壓降將快速上升，使得A點(diǎn)電壓也快速增大。結(jié)果加到SCR1的延遲時(shí)間將減少到t，那么這個(gè)變短的延時(shí)將減少Q(mào)1上的過壓過程。在圖中的曲線B就描述了該特性。

      最后，在鉗位期間電流非常大的高過壓應(yīng)力情況下，電阻R4的壓降將非常大以至使得齊納二極管ZD導(dǎo)通，旁路了正常的延時(shí)網(wǎng)絡(luò)。SCR1幾乎在t2時(shí)刻迅速觸發(fā)工作而使巴西認(rèn)證電源適配器關(guān)掉。圖1。11。3b的曲線C就描述了該特性。

      這種電路提供了全范圍的過壓保護(hù)，通過使小的、低強(qiáng)度的過壓瞬變情況的延時(shí)最大化，它將關(guān)斷干擾降到了最小。當(dāng)過壓應(yīng)力比較大時(shí)延時(shí)時(shí)間則逐漸減小，在實(shí)際的故障中，非常短的延時(shí)和較小的過沖都是允許的。應(yīng)該考慮這種技術(shù)作為整個(gè)系統(tǒng)策略的一個(gè)部分，同時(shí)它各個(gè)元器件的選擇也要滿足最大過壓的情況。