两种短路保护线路

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在串联型直流稳压电源中,常装有短路保护电路,以保护大功率调整管。本文介绍两种短路保护电路。

用场效应管组成的保护电路

图1
图1 🔍原图 (386×311)
图2
图2 🔍原图 (390×314)

图1是一种用场效应管作短路保护电路元件的原理图,BG\(_{1}\)、BG2是复合调整管,虚线框内的BG\(_{3}\)是短路保护电路元件。它的工作原理如下:当输出端短路时,BG3因栅源极等电位而导通,此时V\(_{DSO}\)= VINR\(_{ON}\)/(R1+R\(_{ON}\)),式中RON是BG\(_{3}\)的导通电阻,VDSO是R\(_{ON}\)上的压降。只要设计VDSO小于复合调整管发射结起始导通压降之和(常温下单管一般为0.6V,此例为2×0.6=1.2V),就能使复合调整管立刻截止,达到迅速可靠地保护调整管的目的。一旦短路故障消除,BG\(_{1}\)、BG2因正偏置而立即导通,同时BG\(_{3}\)夹断,电源自行恢复正常输出。上述原理同样适用于负极性直流稳压电源,电路见图2。

图3
图3 🔍原图 (743×327)

图3是这种短路保护电路在精密直流稳压电源中的应用线路。图中R\(_{2}\)用来保护BG3,根据线路中的V\(_{INmax}\)(即空载和电网电压最大时的VIN)及R\(_{1}\)、VDSO,便可确定选用R\(_{ON}\)适宜的BG3:R\(_{ON}\)≤ VDSO·R\(_{1}\)/(VINmax-V\(_{DSO}\))。例如: VINmax=30V,R\(_{1}\)=4.7 KΩ。则RON应小于196Ω(V\(_{DSO}\)=1.2V)。考虑到调整管起始导通电压的温度系数等其它因素,选用RON尽量小一些的管子,所选用场效应管的BV\(_{gS}\)、BVgD应大于V\(_{INmax}\)。(上海电表厂 顾震昌)

用晶体管组成的保护电路

图4
图4 🔍原图 (650×401)

图4中是另一种用晶体三极管组成的保护电路,这是一个输出5~9V,0.3A的稳压电源,虚线框内部分为保护电路。适当选择R\(_{B}\)可得到不同的保护电流I0的值,确定R\(_{B}\)的公式是RB=V\(_{be1}\)/I0,V\(_{be1}\)为BG1的基极至发射极的压降,约0.6V左右,图4的线路要求I\(_{0}\)为0.3A, 因此RB定为2Ω。当输出电流达到0.3A时,R\(_{B}\)上的压降达到0.6V, 这时BG1导通并给BG\(_{2}\)提供偏压,使BG2也导通,A点电位下降,BG\(_{3}\)维持在0.3A输出,电流不再随负载加大而变化了。当电流没有达到0.3A时,BG1相当于断路,保护电路不工作,不会影响到稳压电源本身。

图5
图5 🔍原图 (352×384)

图5是这种稳压电源的输出特性曲线,从曲线可以看到这个电源工作在正常电流范围时内阻很小,而保护时的曲线很陡,在电压下降0.2V后就相当于一个输出0.3A的恒流源了,利用这一特性,可以很方便地用它来对镍镉电池充电。(石家庄市无线电14厂 安琦)