串联型稳压电源可控硅过流保护电路

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串联型稳压电源输出端的过流和短路,都会烧毁调整管。带有过流和短路保护的稳压电源,给负载电路的调整和维修带来很大方便。本文介绍一种用可控硅做过流、短路保护用的电路,动作灵敏可靠,线路简单,调整方便。

电路见附图,图中虚线框内即为过流保护部分。电路中R\(_{0}\)为过流检测电阻。BG0是PNP型小功率晶体管,用来检测R\(_{0}\)上的电压信号并放大。SCR是小功率可控硅管,在这里起开关作用。C0为吸收电容,用来吸收外界干扰脉冲,可提高抗干扰能力,防止产生误动作。

图1
图1 🔍原图 (911×393)

当输出端电流超过额定电流或短路时,R\(_{0}\)两端电压降变大,此电压信号被BG0检出并放大后,由BG\(_{0}\)集电极输出直接耦合至SCR控制极,SCR被触发导通。A点电位改变到约等于地电位(SCR正向压降约0.7V)。BG2由原来正偏置跃变为反偏置, BG\(_{2}\)截止, BG1也随之截止。输出端电压、电流都近似为零(BG\(_{1}\)还有穿透电流)。由于保护电路的动作比调整管电流击穿速度快,从而起到过流和短路保护作用。

SCR一经导通,控制极就失去控制能力,在负载端故障排除后,电路不能自行恢复工作。将交流侧电源开关K断开,过两三秒钟后再接通开关K,电路又能恢复正常工作了

电路元件的选择应根据制作者的需要而定,选择适当的元件参数,可应用于不同输出功率的串联型稳压电源。

R\(_{0}\)应能承受电源最大额定输出电流而不至被烧毁,同时也不能发热过高。可用各种电阻丝代替,其阻值可用R0=\(\frac{U}{_{be}}\)Iomax式算出。式中U\(_{be}\)为BG0基极——发射极压降,一般硅管取0.7V、锗管取0。3V。I\(_{omax}\)为电源最大额定输出电流。例如图1中最大额定输出电流为1A,BG0为硅材料三极管,那么R\(_{0}\)=0.7/l=0.7Ω。

BG\(_{0}\)为PNP型小功率三极管,考虑穿透电流的影响,最好选用硅PNP型管,例如3CG型即可。β值在80~130之间,β值过小会延长电路动作时间,起不到保护作用,β值过大则稳定性差,电路难以调整,易产生误动作。管子的Iceo应小于100μA为好。

SCR为3CT型可控硅管,5A以下小功率可控硅管都可选用,选用控制极电压较低、触发电流较小的管子更便于调整。可控硅的阻断电压应大于\(\sqrt{2}\)E\(_{λ}\),Eλ为交流侧次级电压。

C\(_{0}\)为普通涤纶或瓷片电容,数值在0.01~0.lμF均可,对耐压无严格要求。

R\(_{1}\)为BG2基极偏置电阻,当保护电路动作后,是SCR的负载电阻,阻值以能通过SCR维持电流、功率能满足I\(^{2}\)R\(_{1}\)就可以了。

调试时首先应将稳压电源部分调整好,然后把保护部分接入。接线检查无误后,注意不要急于作短路试验。应在输出端串入电流表,接一可变负载电阻R,慢慢调整可变电阻R,使输出电流由小变大。当电流增至某值,表针突然回转至零位,这个电流就是电路的保护值。第一次试验读得的保护值,不一定是设计所要求的最大额定输出电流,则需进一步调整R\(_{0}\)。如果在没有达到最大额定输出电流前,保护电路就动作了,应减小R0值;如果电流已达到最大额定输出而保护电路还不动作,则应增加R\(_{0}\)值。R0值增减的幅度不要过大,免得带来不必要的反复调整。经几次调整,使电源过流时保护电路就灵敏动作,这时可在输出端做短路试验,若BG\(_{0}\)管β值选得足够大,在输出端短路时一般不会出现什么问题。(吴凤海)