跟著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，各種電力電子設(shè)備與人們的工作、日子的聯(lián)系日益親近，而電子設(shè)備都離不開牢靠的開關(guān)電源，因此直流開關(guān)電源開始發(fā)揮著越來越重要的作用，并相繼進(jìn)入各種電子、電器設(shè)備范疇，程控交換機(jī)、通訊、電子檢測(cè)設(shè)備電源、控制設(shè)備的電源等都已廣泛地運(yùn)用開關(guān)電源。一同跟著許多高新技術(shù)，包括高頻開關(guān)技術(shù)、軟開關(guān)技術(shù)、功率因數(shù)校正技術(shù)、同步整流技術(shù)、智能化技術(shù)、表面安裝技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展，開關(guān)電源也在不斷地立異，這為直流開關(guān)電源供給了廣泛的發(fā)展空間.為了保護(hù)開關(guān)電源自身和負(fù)載的安全，根據(jù)了直流開關(guān)電源的原理和特征，規(guī)劃了過熱保護(hù)、過電流保護(hù)、過電壓保護(hù)以及軟啟動(dòng)保護(hù)電路。
1電力技術(shù)概述
電子技術(shù)以功率處理為對(duì)象，認(rèn)為輸送高功率用電和高品質(zhì)用電為方針，通過選用電力半導(dǎo)體器件，并歸納自動(dòng)控制計(jì)算機(jī)技術(shù)和電磁技術(shù)，完結(jié)電能的獲取、傳輸、轉(zhuǎn)換和運(yùn)用。電子技術(shù)包括功率半導(dǎo)體器件與IC技術(shù)、功率轉(zhuǎn)換技術(shù)及控制技術(shù)等幾個(gè)方面。
電子技術(shù)起始于20世紀(jì)50年代末60年代初的硅整流器件，其發(fā)展先后經(jīng)歷了整流器年代、逆變器年代和變頻器年代，并促進(jìn)了電子技術(shù)在許多新范疇的運(yùn)用。70年代后期以門極可關(guān)斷晶閘管，電力雙極型晶體管，電力場(chǎng)效應(yīng)管為代表的全控型器件全速發(fā)展，使電子技術(shù)的容顏面目一新進(jìn)入了新的發(fā)展階段。80年代晚期和90年代初期發(fā)展起來的、以絕緣柵極雙極型晶體管為代表的復(fù)合型器件集驅(qū)動(dòng)功率小，開關(guān)速度快，通過壓下降，載流性能大于一身，功用優(yōu)越使之成為現(xiàn)代電子技術(shù)的主導(dǎo)器件。
2.開關(guān)電源的原理及特征
2.1作業(yè)原理
直流開關(guān)電源由輸入部分、功率轉(zhuǎn)化部分、輸出部分、控制部分組成。功率轉(zhuǎn)化部分是開關(guān)電源的核心，它對(duì)非安穩(wěn)直流進(jìn)行高頻斬波并完結(jié)輸出所需求的轉(zhuǎn)換功用。它首要由開關(guān)三極管和高頻變壓器組成。
2.2特征
為了符合用戶的需求，國(guó)內(nèi)外各大開關(guān)電源制作商都致力于同步開發(fā)新式高智能化的元器件，特別是通過改進(jìn)二次整流器件的損耗，并在功率鐵氧體材質(zhì)上加大科技立異，以進(jìn)步在高頻率和較大磁通密度下獲得高的磁功用，一同SMT技術(shù)的運(yùn)用使得開關(guān)電源獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，在電路板兩面布置元器件，以確保開關(guān)電源的輕、小、薄。因此直流開關(guān)電源的發(fā)展趨勢(shì)是高頻、高穩(wěn)定、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化。
3.直流開關(guān)電源的保護(hù)
根據(jù)直流開關(guān)電源的特征和實(shí)踐的電氣情況，為使直流開關(guān)電源在惡劣環(huán)境及突發(fā)毛病情況下安全穩(wěn)定地作業(yè)，本文根據(jù)不同的情況規(guī)劃了多種保護(hù)電路。
3.1過電流保護(hù)電路
在直流開關(guān)電源電路中，為了保護(hù)調(diào)整管在電路短路、電流增大時(shí)不被焚毀。其底子方法是，當(dāng)輸出電流超越某一值時(shí)，調(diào)整管處于反向偏置情況，然后截止，自動(dòng)堵截電路電流。當(dāng)出現(xiàn)負(fù)載短路，過載或許控制電路失效等意外情況時(shí)，會(huì)引起流過穩(wěn)壓器中開關(guān)三極管的電流過大，使管子功耗增大，發(fā)熱，若沒有過流保護(hù)設(shè)備，大功率開關(guān)三極管就有或許損壞。故而在開關(guān)穩(wěn)壓器中過電流保護(hù)是常用的，最經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)練的方法是用保險(xiǎn)絲。因?yàn)榫w管的熱容量小，一般保險(xiǎn)絲一般不能起到保護(hù)作用，常用的是快速熔斷保險(xiǎn)絲，這種方法具有保護(hù)簡(jiǎn)略的長(zhǎng)處。
3.2過電壓保護(hù)電路
直流開關(guān)電源中開關(guān)穩(wěn)壓器的過電壓保護(hù)包括輸入過電壓保護(hù)和輸出過電壓保護(hù)。如果開關(guān)穩(wěn)壓器所運(yùn)用的未穩(wěn)壓直流電源的電壓如果過高，將導(dǎo)致開關(guān)穩(wěn)壓器不能正常作業(yè)，乃至損壞內(nèi)部器件，因此開關(guān)電源中有必要運(yùn)用輸入過電壓保護(hù)電路。選用集成電路電壓比較器來檢測(cè)開關(guān)穩(wěn)壓器的輸出電壓，是現(xiàn)在較為常用的方法，運(yùn)用比較器的輸出情況的改動(dòng)跟相應(yīng)的邏輯電路合作，構(gòu)成過電壓保護(hù)電路，這種電路既靈敏又安穩(wěn)。
3.3軟啟動(dòng)保護(hù)電路
開關(guān)穩(wěn)壓電源的電路比較復(fù)雜，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)流過很大的浪涌電流，這個(gè)浪涌電流可認(rèn)為正常輸入電流的數(shù)倍。這樣大的浪涌電流會(huì)使一般電源開關(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。別的，浪涌電流也會(huì)危害電容器，使之壽數(shù)縮短，過早損壞。為此，開機(jī)時(shí)應(yīng)該接入一個(gè)限流電阻，通過這個(gè)限流電阻來對(duì)電容器充電。為了不使該限流電阻消耗過多的功率，以致影響開關(guān)穩(wěn)壓器的正常作業(yè)，而在開機(jī)暫態(tài)過程完畢后，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，這種電路稱之謂直流開關(guān)電源的“軟啟動(dòng)”電路。
3.4過熱保護(hù)電路
直流開關(guān)電源中開關(guān)穩(wěn)壓器的高集成化和輕量小體積，使其單位體積內(nèi)的功率密度大大進(jìn)步，因此如果電源設(shè)備內(nèi)部的元器件對(duì)其作業(yè)環(huán)境溫度的要求沒有相應(yīng)進(jìn)步，必定會(huì)使電路功用變壞，元器件過早失效。因此在大功率直流開關(guān)電源中應(yīng)該設(shè)過熱保護(hù)電路。選用溫度繼電器來檢測(cè)電源設(shè)備內(nèi)部的溫度，當(dāng)電源設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生過熱時(shí)，溫度繼電器就動(dòng)作，使整機(jī)告警電路處于告警情況，完結(jié)對(duì)電源的過熱保護(hù)，亦可將溫度繼電器置于開關(guān)三極管的鄰近，一般大功率管允許的最高管殼溫度是75℃，調(diào)度溫度整定值為60℃。當(dāng)管殼溫度超越允許值后繼電器就堵截電器，對(duì)開關(guān)管進(jìn)行保護(hù)。
開關(guān)電源的運(yùn)用
開關(guān)電源是運(yùn)用現(xiàn)代電子技術(shù)，控制功率半導(dǎo)體器件注冊(cè)和關(guān)斷的時(shí)刻比率，堅(jiān)持安穩(wěn)輸出電壓的一種電源。與線性穩(wěn)壓電源相比，開關(guān)電源具有體積小、功率高、重量輕等一系列長(zhǎng)處，在各種電子設(shè)備中得到廣泛的運(yùn)用。
1開關(guān)電源的分類
根據(jù)分類的準(zhǔn)則不同，開關(guān)電源有很多種分類方法：
（1）根據(jù)輸入輸出類型，可分為DC/DC轉(zhuǎn)換器和AC/DC轉(zhuǎn)換器。
（2）根據(jù)驅(qū)動(dòng)方法，可分為自勵(lì)式和他勵(lì)式。
（3）根據(jù)控制方法，可分為脈沖寬度調(diào)制式、脈沖頻率調(diào)制式、PWM和PFM混合式。
（4）根據(jù)電路組成，可分為諧振型和非諧振型。
此外還可分為單規(guī)矩激式和反激式、推挽式、半橋式、全橋式、降壓式、升壓式和升降壓式等等。
2開關(guān)電源的發(fā)展趨勢(shì)
高頻、高穩(wěn)定、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化是開關(guān)電源的發(fā)展趨勢(shì)?，F(xiàn)在市場(chǎng)上的開關(guān)電源中選用雙極性晶體管制成的100kHz、用MOS-FET制成的500kHz電源，其頻率有待進(jìn)一步進(jìn)步。進(jìn)步開關(guān)頻率，需求有高速開關(guān)元器件。一同為了確保功率，要減少開關(guān)損耗。開關(guān)速度進(jìn)步后，會(huì)受電路中分布電感和電容或二極管中存儲(chǔ)電荷的影響而產(chǎn)生浪涌或噪聲。為了控制浪涌，針對(duì)不同的情況，可選用R-C或L-C緩沖器、非晶態(tài)等磁芯制成的磁緩沖器、諧振式開關(guān)。諧振式開關(guān)在控制浪涌的一同還可將可開關(guān)損耗。
在穩(wěn)定性方面，開關(guān)電源生產(chǎn)商通過下降運(yùn)轉(zhuǎn)電流，下降結(jié)溫等措施以減少器件的應(yīng)力，使得產(chǎn)品的穩(wěn)定性大大進(jìn)步。若單獨(dú)追求高頻化，必將導(dǎo)致噪聲增大。理論上，選用部分諧振轉(zhuǎn)化電路技術(shù)，可完結(jié)高頻化又可下降噪聲。但在這實(shí)用化方面存在著技術(shù)問題，因此在此范疇仍須進(jìn)行很多研究作業(yè)。
綜上所述，文中首要評(píng)論了直流開關(guān)電源內(nèi)部器件的各種保護(hù)方法，對(duì)一個(gè)給定的直流開關(guān)電源來說，保護(hù)電路是否完善并按預(yù)訂設(shè)置作業(yè)，對(duì)電源設(shè)備的安全性和穩(wěn)定性至關(guān)重要。因?yàn)殚_關(guān)電源的保護(hù)方案和電路結(jié)構(gòu)具有多樣性，所以對(duì)具體電源設(shè)備而言，應(yīng)挑選合理的保護(hù)方案和電路結(jié)構(gòu)。在實(shí)踐運(yùn)用中，一般選用幾種保護(hù)方法加以組合的方法構(gòu)成完善的保護(hù)系統(tǒng)，確保直流開關(guān)電源的正常作業(yè)。
