引言

直流稳压电源设备与我们的直流稳压电源工作和生活关系越来越密切，直流稳压电源设备一个核心的部分就是直流稳压电源．直流稳压电源作为一切直流稳压电源产品的供电设备．可靠的性能只是其一， 重要的是直流稳压电源的保护功能。在我们生活看到常见的一些负载，比如说电梯，地铁屏蔽门等，这些都是感性负载，当屏蔽门开门时，需要大直流稳压电源电流来驱动，同样关门时也需要大直流稳压电源电流来驱动．而且在开关门时容易过载。时间也要求过载能维持1 S左右，系统也不能保护，这样对直流稳压电源系统的可靠性。稳定性要求就非常高。

目前，大部分直流稳压电源设备中都是采用过流后保护、逐波直流稳压电源限流、过载直流稳压电源限流和短路保护，而不能满足部分感性负载，比如能维持一定的过载时间后再直流稳压电源限流，要求系统不保护，并且需要动态响应快和高可靠性。

1 常用的直流稳压电源限流保护电路

1．1电阻初级直流稳压电源限流电路

过直流稳压电源电流的设定一般为额定直流稳压电源电流的110％ ～130％，一般都是自恢复型的。

图1所示。是比较常用的过流保护电路．主要是检测反激或正激变换器中的初级的直流稳压电源电流大小，通过IC来控制PWM的驱动方波。

对于图1，是由UC3845构成的开关直流稳压电源部分电路，UC3845的脚7为供电端，为UC3845提供启动直流稳压电源电压；引脚2VFB为误差放大器的反相输入端，为UC3845提供负反馈直流稳压电源电压，其规律是此脚直流稳压电源电压越高驱动脉冲的占空比越小，以此稳定输出直流稳压电源电压。脚4和脚8外接的R54、C41 决定了振荡频率。其振荡频率的最大值可达500 kHz。R42、C36 用于改善增益和频率特性。脚6输出的方波信号经 。R8、R9分压后驱动MOSFEF功率管；变压器一次侧绕组的能量传递到二次侧各绕组，经整流滤波后输出各数值不同的直流直流稳压电源电压供负载使用。

1．2逐波直流稳压电源限流电路

逐波直流稳压电源限流电路是高频大功率开关电路的过载保护电路，电路一般采用比较器监测直流稳压电源电流的大小，以减少直流稳压电源电流检测环节，加快直流稳压电源电流检测速度，有效缩短直流稳压电源限流时间；前级RC滤波对直流稳压电源限流速度有影响，但对于干扰有很大的抑制作用，能避免误封锁动作的发生。当电路检测到开关管过流时封锁开关管驱动脉冲，过流信号消失后保持驱动脉冲的封锁状态，直至下一开通脉冲到来时再解除封锁。其主要优点是不仅能对开关管过载做出有效的保护，而且避免了开关管在开通周期内多次开关所带来的损伤。输出直流稳压电源电流达额定直流稳压电源电流的3．75～4．2倍时，实现PULSE BY PULSE直流稳压电源限流。

2 一种安全可靠的过载直流稳压电源限流控制到额定直流稳压电源电流的电路

以上介绍的两种直流稳压电源限流保护电路，可以起到保护电路的作用，但是不能满足部分感性过载问题，以下我们主要介绍一种可以短时间过载后直流稳压电源电流限制到额定直流稳压电源电流的控制电路。

(1)电路原理图

短时间过载后直流稳压电源电流限制到额定电流的控制电路如图2所示。

(2)直流稳压电源工作原理解析

① 当输出直流稳压电源电流小于20 A(额定直流稳压电源电流)时

此时/Om信号电压小于66 mV/A.20.4 A = 1.346 V，所以比较器U,6-A的脚1为高电平4.98 V， 经过知、心充电到U16-B的脚5得到4.98 V，充电 时间一尺98.(：58，而Ul6-B的脚6电压为3.3V，此时的U16-B的脚7悬空，那么 Ul5-B 的脚 5 电压为 98.02 mV/A.20.4 A=1.99V，经电压跟随器Ul5-B后由/9，和知分压得到1.346 V,使得U15-A的脚1基准电压为0~ 1.346 V，对应的电流负载0〜20.4 A，而U『A的脚2 也是随着负载0-20.4 A，对应脚2的电压为0〜 1.3舶V，经过误差放大器使得输出电流从0〜20.4 A 之间稳定地输出。当输出电流小于20 A时，输出电 流可从0〜20 A稳定输出。

② 当输出直流稳压电源电流为20～50 A(过载)时

而在这1.96 s放电过程中，Ul5-A的脚3电压 基准是 98.02 mWA.(20 A~50 346

3.3 V，另外输出电流采样/咖电压为(2〇,4 A~50 A).

66 mV/A=1.346 V~3.3 V,所以在 1.96 s 放电

③ 当输出直流稳压电源电流为大于50 A(过载)时

此时/out信号电压大于66 mV/A*50 A=3.3 V， 所以比较器U16-A的脚1为低电平0.2 V，而Ul6-B 的脚5电压由4,98 V经放电过程，当 Ul6-B的脚5电压放电到脚6的3.3 V时，比较器 Uw-B要发生翻转，此时U,6-B的7脚输出低电平 0.2 V，同样放电时间《2=1.96 s,而在这1.96 s放电过 程中，/_=98.02 mV.50 A=4.98 V，而/_的量程最大 为4.98 V，达到饱和了，所以U15-A的脚3电压基 准 3.3 V。“此时 U15-A 的脚 3 基准电 压降到1.32 V，输出电流从50 A将减小到20 A，由 于U15-A的脚3基准正好是20 A对应的1.32 V，这 样输出电流就维持到20 A，达到了限流的目的。

3 直流稳压电源限流电路实际应用比较

对于以上介绍的3种直流稳压电源限流电路，在实际使用中，应用对比如表1所列

(1) 电阻初级直流稳压电源限流的特点

表1 3种限流电路的对比

电路保护模式	应用范围	功率范围	电流	保护性能	功耗
电阻初级限流	开关电源	小功率	小	差	大
逐波限流	UPS /逆变器	大功率	大	较好
额定限流	UPS /逆变器	中功率	介于以上之间	好

 

所用直流稳压电源元器件少，调试比较容易。

(2)逐波直流稳压电源限流的特点

对于直流稳压电源限流速度，过流发生到封锁驱动脉冲时间应尽量短(太大的延迟会使直流稳压电源限流点超出范围)，但不能产生误封锁；对于驱动脉冲封锁解除时间，只能在下一开通周期解除封锁。以避免开关管在一个开通周期内多次开关。

(3) 额定直流稳压电源电流直流稳压电源限流电路的优点

采用一种短时间过载后直流稳压电源电流限制到额定直流稳压电源电流的控制电路，电路结构简单，动态响应快，可靠性高，能满足部分感性负载过载问题。

4 结束语

直流稳压电源作为一切直流稳压电源产品的供电设备。性能虽是产品的基本要求，但是直流稳压电源自身的保护措施也尤为重要，本文介绍了3种直流稳压电源限流保护的措施，对于额定直流稳压电源限流保护电路，根据实际电路原理分析，在短时间过载后直流稳压电源电流可以限制到额定直流稳压电源电流，以保证直流稳压电源正常直流稳压电源工作。关于直流稳压电源限流保护电路，还有基极驱动直流稳压电源限流、无功耗直流稳压电源限流等其它保护电路，各有其优势．设计时可根据实际需要选择合适的直流稳压电源限流电路，以达到理想的保护措施，提高直流稳压电源的可靠性。