采用晶閘管過電壓急劇保護方式的過壓鉗位

      在實際電路中可以把快速反應(yīng)的電壓鉗位優(yōu)點與更有效的晶閘管過電壓急劇保護電路的優(yōu)點結(jié)合起來。在這種組合電路中，用來阻止晶閘管虛假動作的延時選擇就不會與負載保護沖突，因為鉗位保護電路在這段延時時間內(nèi)提供負載保護。

      在一個小電源適配器中，把圖中的延時過電壓急劇保護與圖中所示的旁路齊納鉗位二極管進行簡單的組合便可以得到較好的過壓保護效果。

      在一些更重要的大電流電源適配器應(yīng)用中，僅僅用到齊納鉗位二極管技術(shù)將會造成太大的功率損耗；僅用簡單的過電壓急劇保護電路面不采用電壓鉗位電路會產(chǎn)生延時，此延時將不可避免地形成一個電壓過沖現(xiàn)象，而這是沒法接受的。另外由過電壓急劇保護快速反應(yīng)面引起的干擾關(guān)斷也是不需要的。

      在這樣的重要應(yīng)用中采用更復雜的保護系統(tǒng)是合適的。一個動態(tài)電壓鉗位電路與一個有延時自調(diào)整的晶閘管過電壓急劇保護電路組合便能得到一個較佳保護結(jié)果。

      該組合電路消除了干擾關(guān)斷，在晶閘管延時期間防止了電壓過沖，在鉗位期間，當應(yīng)力太大時，延時時間便縮短，以防止過大的功率損耗。圖顯示的是一個合適電路，圖中是其運行參數(shù)。

      在圖所示電路中，比較放大器A1對輸入電壓一直進行監(jiān)測。該比較放大器把內(nèi)部參考電壓ZD1與取樣網(wǎng)絡(luò)R1、R2從電源適配器Vout取樣的輸入電壓進行比較，此輸入電壓大小可通過電阻R1進行調(diào)整。當過壓情況出現(xiàn)的時候，比較放大器A1+增加，使A1的輸出為高，這時電流流過R4、ZD2、Q1的基極發(fā)射極以及R6，這時錯位品體管Q1導通。

      此刻Q1可以看作一個旁路調(diào)節(jié)器，通過對電流進行有效的分流它能夠保證輸出電壓值鉗位在規(guī)定的鉗位值上，在這個鉗位過程中，ZD2加電，A點電壓變高，它的值由齊納二極管上的壓降、Q1的基極發(fā)射極壓降以及鉗位電流在電阻R上的壓降來決定。這時A點電壓通過R2、C1、R，加到SCR1上，同時也給電容C1充電到SCR1的柵極導通電壓。如果輸出過壓持續(xù)足夠長的時間，C將充電到0。6V，同時SCR1將導通使得電源適配器的輸出端短路到地端。圖中電阻R，用來限制流過SCR：上的峰值電流。

      圖顯示了該電路的工作參數(shù)。在過壓限制的情況下，曲線A是這樣得到的在t1時刻一個過壓故障出現(xiàn)，同時輸出電壓上升到電壓鉗位點Vow。在這個點上，Q1導通對輸出電流進行適當分流以保持輸出電壓在Vow上不變一直到t時刻。在這瞬間SCR導通，使得輸出電壓減小到由晶閘管飽和電壓決定的一個低電壓值。在t3時刻外部熔斷器或斷路器工作，斷開電源適配器。由該圖可以清楚地看到：如果鉗位動作沒有發(fā)生，那么就會由于延時時間過長和快速上升電壓沿面使得輸出電壓增大到一個系統(tǒng)不能接受的值上。

      如果在鉗位期間流過Q1的電流很大，那么在發(fā)射極電阻R。上的壓降將快速上升，使得A點電壓也快速增大。結(jié)果加到SCR1的延遲時間將減少到t，那么這個變短的延時將減少Q(mào)1上的過壓過程。在圖中的曲線B就描述了該特性。

      較后，在鉗位期間電流非常大的高過壓應(yīng)力情況下，電阻R4的壓降將非常大以至使得齊納二極管ZD導通，旁路了正常的延時網(wǎng)絡(luò)。SCR1幾乎在t2時刻迅速觸發(fā)工作而使巴西認證電源適配器關(guān)掉。圖1。11。3b的曲線C就描述了該特性。

      這種電路提供了全范圍的過壓保護，通過使小的、低強度的過壓瞬變情況的延時較大化，它將關(guān)斷干擾降到了較小。當過壓應(yīng)力比較大時延時時間則逐漸減小，在實際的故障中，非常短的延時和較小的過沖都是允許的。應(yīng)該考慮這種技術(shù)作為整個系統(tǒng)策略的一個部分，同時它各個元器件的選擇也要滿足較大過壓的情況。