保護電路

保護電路

鑒於電源電路存在一些不穩定因素,而設計用來防止此類不穩定因素影響電路效果的迴路稱作保護電路。比如有過流保護、過壓保護、過熱保護、空載保護、短路保護等。

基本介紹

  • 中文名:保護電路
  • 外文名:protection circuit
  • 學科:電工技術
  • 類型:過流保護、過壓保護、過熱保護等
簡介,類型,多種保護電路,

簡介

在供電系統中,最容易發生的故障是短路,過載,接地和雷擊等。為了保證供電系統能夠安全可靠地運行,必須安裝保護裝置,以便監視供電系統的工作情況,及時發現故障並切斷故障設備的電源,防止事故擴大。保護電路一般是由各種繼電器、信號指示裝置等元件組成。

類型

電力電子開關器件在選用時要留有一定的裕度,確保器件的安全可靠使用。同時還必須有保護電路,防止故障發生造成器件損壞。保護電路主要包括過流保護,過壓保護及過熱保護。
過流保護
過流保護通過在電路中串聯快速熔斷器實現,適用於晶閘管和GTO,因為它們有較高的浪涌電流承受能力。對於MOSFET、GTR、IGBT,由於它們承受過流能力很低,因而必須有專門的過流保護電路,並要求過流保護電路在瞬間完成過流檢測、信號傳送,保護動作,在微秒級時間內將電流限定在過載能力以內。目前常用的方法有:監控法,霍耳電流感測器保護法。
過壓保護
多種原因會導致電力電子電路產生過電壓,如開關器件的關斷、電源開關的合斷等。由於電路中的寄生電感的存在,各種原因導致的電流突變就會產生電壓尖峰,從而造成過電壓。壓敏元件是實現過壓保護的主要方法,主要包括壓敏電阻和抗雷擊瞬態電壓抑制器。當端電壓超過某一值時,壓敏電阻就會急劇減小,從而將瞬態過電壓抑制。
過熱保護
電力電子開關器件在工作時自身會消耗功率,如導通損耗、開關損耗等,這些損耗轉換為熱量,會使器件的結溫升高,導致器件工作不正常,甚至導致器件損壞。因此,在器件工作時,必須及時將產生的熱量散發出去,保證器件溫度在一個合適的範圍內,這就是散熱設計的主要內容,它是電力電子電路設計的一個重要部分。

多種保護電路

線路保護電路
電流保護電路:供電線路常用的電流保護主要有定時限過電流保護、反時限過電流保護、過電流和速斷保護、差動保護等。
電動機保護電路
電動機經常發生的故障有短路、過載、接地三種。通常採用熔斷器、自動空氣開關、熱繼電器、電流繼電器、電壓繼電器等元件,組成過電流保護、低電壓保護、斷相保護等電路,對電動機進行保護。
防雷保護電路
為了防止供電系統的雷擊損壞,通常采劇避雷針、避雷線、避雷器進行防雷保護。
鋰電池保護電路
由兩個場效應管和專用保護集成塊S--8232組成,過充電控制管FET2和過放電控制管FET1串聯於電路,由保護IC監視電池電壓並進行控制,當電池電壓上升至4.2V時,過充電保護管FET2截止,停止充電。為防止誤動作,一般在外電路加有延時電容。當電池處於放電狀態下,電池電壓降至2.55V時,過放電控制管FET1截止,停止向負載供電。過電流保護是在當負載上有較大電流流過時,控制FET1使其截止,停止向負載放電,目的是為了保護電池和場效應管。過電流檢測是利用場效應管的導通電阻作為檢測電阻,監視它的電壓降,當電壓降超過設定值時就停止放電。在電路中一般還加有延時電路,以區分浪涌電流和短路電流。
因為Li+電池過充或過放可能會導致爆炸並造成人員傷害,所以使用這類電池時,安全是主要關心的問題。因此,商用鋰離子電池組通常包括象DS2720這樣的保護電路。DS2720提供了可充電Li+電池所需的所有保護功能,如:在充電時保護電池、防止電路過流、通過限制電池的放電電壓延長電池壽命。

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