5.2过压保护电路
当输入达到—定电压值时,自动开通保护电路,使过压通过保护电路形成通路,消耗过压储存的电磁能量,从而使过压的能量不会加到主开关器件上,保护了电力电子器件。过压保护我们采用阻容保护,将电阻电容并联在保护器件上,抑制电网中的尖峰电压波,当尖峰波来时,因电容上的电压不变,尖峰波的电压会直接加在与电容串联的电阻上,尖峰波的能量被消耗在电阻上,从而立即降低尖峰波的电压幅度。
阻容值的选取,查资料知: 并联在二极管上的电容值一般为:
c?(2.5~5)?10?8?If,
If?0.367Id,在此
Id取5A,得电容
值为45pf~91pf,我们取C=75pf。并联在二极管的电阻值一般为:R?((2~4)?535)/Id,得电阻值为58~1166Ω,我们取R=510Ω。
负载的过压保护采用在负载端并联取样电阻,取样输入运算放大器同相端,在反相端输入基准电压,当取样电压大于基准电压的时候运算放大器输出高电平,并将高电平给加到SG3525芯片的10脚,此时输出驱动脉冲被封锁,达到故障保护的作用。当关断信号结束,芯片重新启动。
Vmax=120V U10=Vcc*R4/(R2+R4)=3.06V R2=115K R4=3K U11=5.1*R5/(R1+R5)=3.06V R1=2K R5=3K
过流和过压保护经过两个二极管组成的或门一同接到3525的10脚,这样无论过压或过流时都能起到保护作用。
5.3过热保护电路
过热保护电路主要是用来保护开关稳压电源电路中的功率开关和续流二极管的。当开关稳压电源满负荷工作时间太长,或超负荷工作,或功率开关和续流二极管的散热面积不足,或散热条件变差等原因而导致功率开关和续流二极管的温度迅速上升,并且超过所规定的最大温度限度时,过热保护电路能够将功率开关关断而使稳压电源停止工作无输出。该过热关断电路,温度降低以后正常工作。
Vcc:稳定的直流电压,正常时V*R2/(R1+R2) ≤0.7V RT7:为负温系数的热敏电阻
C1:取小容量电解电容,目的是防止外界干扰动作 Vref:为芯片的基准脚。 Q1:为三极管
VCC=15V.当温度为45度时RT=4.9K,根据公式的R8=250Ω,C1取10uf。
除了以上所述的保护电路之外,还有欠压保护电路,开机软启动保护电路等,由于本设计中没有相关的设计,故不再说明。
六、部分仿真波形
根据所设计的电路图,利用multisim软件主电路进行了仿真。其中驱动信号Ug占空比设置为50%,波形如下:
七、方案改进
7.1改进型升压斩波电路
为拓宽输出电压调节范围且有效地改善输入电流的畸变,给出如图的改进型升压斩波电
路:
由电容C1,C2对电源进行分压,采用2个开关元件进行对电感的蓄能和释放的控制,使得在相同周期内,对充电电流的变化周期缩小1倍,可有效地提高升压范围,并减小输入电流的高次谐波。(《一种改进型升压斩波电路》王志达,侯云海 沈阳工程学院学报 第4卷第2期2008年4月)
7.2缓冲电路的设计
缓冲电路由电容C1、电阻RL、开关K1 , K2组成,目的是为了给升压电路提供相对恒定
的直流电压,防止冲击电压和冲击电流对功率器件造成损坏。K1闭合,直流电源接通,起初输入侧滤波电容器上的电压为0V,接通瞬间产生的冲击电压和冲击电流可能对主功率电路造成损坏。因此,在电源输入和滤波器之间接入限流电阻R L,,将滤波器的充电电流限制在一定范围内。当滤波电容器充电完毕后,K2闭合,将限流电阻RL短接。限流电阻RL的取值为20kΩ。在以上过程中,K3是打开的。
大电容C1也可起到滤波作用,滤去直流电压中的脉动成分。该电容一般来说容量越大越好,但考虑到体积和成本的限制,根据经验可选50000uf的电解电容。电阻R为系统停止工作后大电容C1提供放电回路,将K3闭合,即可为C1提供放电回路。电阻R取值为10KΩ。
(《基于SG3525的直流升压电源的设计与仿真》 王川川,赵锦成,邢娅浪 ·电气开关·2010.No3)