集成电路板电源保护电路

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随着电子技术的发展,集成电路的应用越来越广泛。在一些仪器仪表、自动控制设备及家电产品中,为保证集成电路板的正常工作,除工作电压需经稳压外,稳压电源还必须有保护电路,这样才能在稳压电路的元件损坏时,或电源电压低落时,保护集成电路板上的元器件完好无损。集成电路板稳压工作电源保护电路如图1所示,下面我们介绍集成电路板电源保护电路的工作原理。

图1
图1 🔍原图 (1174×491)

工作原理

在图1电路中,10V交流电经DB\(_{1}\)桥式整流电路整流,C1滤波,在A点输出+15V的直流电压。然后,再经三端稳压器VR102稳压,由2脚输出+5V的稳压电压,以供集成电路板工作。

当稳压电源为正常值(+5V)时,选定稳压值为5.1V的稳压二极管D101处于截止状态,没有电流流过。这样对三极管Q101来说,就相当于断开了基极偏置电压通路,见图2,使得三极管Q101由于未加偏置电压而截止。电路处于正常工作状态。

图2
图2 🔍原图 (257×361)

当稳压电源由于某种原因,例如三端稳压器损坏,使稳压电源的输出电压升高超过某选定值(例如集成电路要求工作电压最高不得超过6V)时,稳压二极管反向击穿导通,使三极管Q101的偏置电路接通,其集电极电流在电阻R102上产生一个触发电压去触发可控硅SCR101,使可控硅导通。这时,直流电源经可控硅接地短路,所产生的大电流迅速熔断保险丝FS101而断电,从而保护了插件板上的集成电路。

图1中的集成运算放大器ML101接成比较器的形式,在电路中起着低压保护的作用。如前所述,在正常情况下,A点的直流电压力+15V,经R\(_{1}\)06和R107分压,输入到ML101的2脚电压是U\(_{2}\)=R107R\(_{1}\)06+R107·U\(_{A}\)=2;3UA=+10V和输入到ML101第3脚的+5V比较电压相比较,因2脚的输入电压比3脚高,故比较器ML101的7脚输出为高电平。此时,集成电路板可以正常工作。若A点的直流电压因交流电源低落等原因,而低于+7.5V时,ML101的2脚输入电压

U\(_{2}\)=R107R\(_{1}\)06+R107·U\(_{A}\)=2;3UA<+5V

比3脚的输入电压低,故比较器7脚的输出为低电平。此时集成电路插件板应停止工作。

电路中,二极管D119是三端稳压器VR102的保护器件。特别是在停电时可起续流作用,使VR102免受瞬时高压击穿的损坏。

该集成电路插件板稳压工作电源保护电路,选自某些进口仪器,该电路的设计新颖、巧妙。了解其工作原理,可便于仪器的维护人员维修,也可供有关设计人员参考。

电路中给出的所有元器件都是欧美型的,为便于广大读者查阅,现将原器件及代用的国产元器件的型号(或规格)对应列出:

电路中元器件型号代用的国产元器件型号

EM401 2CP205或2CP51

LM323 W7805

BZX79 2CW7C(稳压值选取5.1±0.3V)

2N4250 3CG120C

VK448 4~5A50V整流桥

S6008L 5A~10A/50V可控硅

LM311 8FG7

图中所有电阻R,除注明外,均取1/4见阻值误差可在5%范围内。

图3
图3 🔍原图 (349×328)

图中电容器C\(_{1}\)的容量比较大,目前若找不到相应的产品代用,可用同等电压值的多个大容量电解电容并联使用。(梁春平)