淺談開關電源的保護電路的設計

章建良 鐘斌

摘 要：隨著電器行業(yè)的迅速發(fā)展，開關電源的出現(xiàn)漸漸替代了傳統(tǒng)線性電源，廣泛出現(xiàn)在各行各業(yè)中，如軍事行業(yè)，科學研究行業(yè)，LED燈，工業(yè)設備，電子信息通信行業(yè)，電力設備，半導體行業(yè)等。安全性成為開關電源的第一要素。對基本電源產(chǎn)品的性能要求外，對電源的的保護電路設計十分重要，如作為過壓，過流，過熱保護等，這就需要設計相應的開關電路的保護電路，以對設備正常運行中提供保障。本文主要針對開關電源的分析，提供了開關電源的保護電路設計的原則和開關電源的保護方法，在文章最后就兩種保護設備簡單介紹。

關鍵詞：開關電源；保護電路；設計原則

一、開關電源簡介

開關電源是基于電子行業(yè)的基礎上，控制穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開關電源主要由兩部分構成，脈沖和調制系統(tǒng)。開關電源和傳統(tǒng)線性電源之間存在差異，兩者都是跟隨輸出功率的變化而變化。由于電子行業(yè)的進步和變革，開關電源也在不斷的更新，提供更好的電力輸出，對開關電源的發(fā)展存在重要性。開關電源在發(fā)展上，首要任務就是安全性。開關電源在行業(yè)中使用除了滿足正常的功能之外，還要確保在惡劣的情況下也能高質量運行。因此，這就需要對開關電源進行改造，目的設計多種保護電路，如、過壓，過流，過熱等保護電路。所以，在開關電源中，多種保護電路的共同作用，有利于提高對電路的安全可靠性[1]。

由于科技行業(yè)的進步，電子設備的發(fā)展越來越快，與人們的日常息息相關，而電子設備對電源的需求是重要的，所以開關電源有著不可替代的影響。開關電源中包括晶體管和集成管兩部分，每部分對電源的控制電路十分重要而且復雜，但是在不良環(huán)境下是存在一定的問題。對開關電源實現(xiàn)保護，基于開關電源的電路特性下，是對負載的一種負責。在開關電源保護電路的設計方案中，構建若干種電路安全保護系統(tǒng)，以確保開關電源的可靠性。

二、對開關電源保護電路的設計方案

（一）限制開關三極管的工作區(qū)域

在開關電源的工作選定，三極管的工作區(qū)域有所限制，原因是，在直流工作區(qū)，通過對三極管電流的限定值以保證輸入電流的大小，目的在于防止開關電源被燒壞。在三極管正常工作下，輸入輸出電壓不能超過限定電壓，也就是說三極管的輸入電流和電壓嚴格控制在安全區(qū)，不能超越，這就起到對開關電源的電路保護作用[2]。

（二）限定電源穩(wěn)壓設備的輸出

根據(jù)環(huán)境情況，合理考慮到電源穩(wěn)壓設備的電壓的電壓值，確保不能超過工程上規(guī)定的限定值。由于最大輸出電流可以用電源穩(wěn)壓設備來顯示，所以必須限定電源穩(wěn)壓在一定的安全值范圍內。但是為了防止設備的智能效應，會對結果進行錯誤的顯示，因此在設定安全值時，考慮到數(shù)據(jù)的上下浮動[3]。

（三）開關電源的電路保護方案

由開關電源的保護電路設計方案是多方面的，在提出具體的保護電路設計后，就要設計一些警報的方式，來及時傳達電路的問題。警報的提示分為兩類，一種是聲音警報，另一種是光警報。對于聲音警報來說，其設計較為復雜，但非常占有優(yōu)勢，在開關電源的保護電路上裝載，對故障因素的產(chǎn)生，能及時被企業(yè)工作人員所知曉，并進行相應處理；對于光警報來說，對光線較弱的地區(qū)占有優(yōu)勢，可以直觀的向工作人員傳遞故障的所在地點。開關電源的電路保障方案要根據(jù)具體情況具體分析。

在一些大型設備的生產(chǎn)制造中使用功率大、電源電路較為復雜，習慣應用電源斷路設備和電源繼電器等安全電路設備，能夠自動及時的斷開電源接入口，以改變設備的工作方式，并起到保護設備和工人安全的作用。對于開關電源的數(shù)字電路控制系統(tǒng)，應用三極管單管放大原理，能夠節(jié)省成本的開支，提高電路的簡化性。開關電源設計保護系統(tǒng)，雖然對電路安全帶來不可替代的作用，但是對于電路保護系統(tǒng)的提升也存在重要影響，增加開關電源的有效時間。因此，對于開關電源的電路設計，有很大的要求，比如電源的使用時間，電路多采用數(shù)字化，應用原件種類要避免復雜程度，因此這對于在開關電源的電路設計中，是尤為重要的[4]。

三、簡述兩種開關電源保護法

（一）晶閘管保護法

在開關電源中應用的晶閘管保護法，其特征是并聯(lián)分壓的作用，將晶閘管與電阻通過并聯(lián)方式連接。在晶閘管的正常工作時，需要在晶閘管的兩極施加正偏電壓，才能正常工作，以保護電路，如果晶閘管出現(xiàn)故障無法關閉，陰陽極的功能就無法實現(xiàn)。在一開始的時候，對晶閘管是處于截止狀態(tài)，在電路中的電阻阻礙電流的通行；但是開關電源閉合之后，三極管導通，晶閘管開始觸發(fā)工作并發(fā)出相應的電極，使電路處于工作范圍之內。

（二）繼電器保護法

開關電源的另一個保護法是繼電器保護法，主要的電路結構如圖所示，這是基于繼電器和限流電阻形成的保護電路圖。在開關電源閉合時，輸入電壓和限流電阻相互作用，并對濾波電容充電，這樣能防止對電流的限制，再加上開關電源上的繼電器對電容充電處理；當電容器的充電電壓滿足相應的繼電器電壓之后，圖中節(jié)點處就會關閉，從而失去作用，使開關電源工作。、但是有時會因為時間上的原因，帶來延時作用，就需要對繼電器的觸電做出相應的分析[5]。

總結

由于開關電壓的電路設計系統(tǒng)較為復雜，所以在開關電源的設計方面就要合理考慮相應的方式，檢查保護電路能夠較快并且可靠，這對于開關電源來說具有時代性和技術性。不僅僅是對開關電源的保護電路設計的方案，也是開關電源的使用長久性的安排，因此在以后的工業(yè)或者其他行業(yè)中，就要調用電路安全措施，保證開關電源的有效性。

參考文獻

[1]甘艷.開關電源的保護電路的設計[J].工業(yè)控制計算機，2017，30（03）：142+144.

[2]何玲，吳恒玉，王志剛.多功能開關電源保護電路的設計與實現(xiàn)[J].電子工業(yè)專用設備，2015，44（04）：7-13.

[3]趙慶苓.基于UC3842開關電源保護電路的設計[J].科技信息，2010（23）：36+420.

[4]趙虹.淺談開關電源的電路保護[J].黑龍江科技信息，2009（30）：55.

[5]張海燕.開關電源的保護電路設計[J].重慶文理學院學報（自然科學版），2007（05）：33-36.

作者簡介

章建良（1982年9月出生），男，漢族，籍貫為杭州富陽，單位為杭州時代照明電器有限公司。

（作者單位：杭州時代照明電器有限公司）