CN203352145U - 一种线性稳压电源功率管保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种线性稳压电源功率管保护电路，包括隔离变压器，隔离变压器与输入整流滤波电路相连，输入整流滤波电路经功率管、输出电流采样电阻与输出整流滤波电路相连，输出整流滤波电路以及电流采样电阻连接有稳压稳流控制电路，稳压稳流控制电路的信号输出端连接有驱动电路，驱动电路驱动功率管工作，功率管的CE极连接有预稳压控制电路，预稳压控制电路与输入整流滤波电路相连，功率管的CE极上还连接有功率管快速保护电路，功率管快速保护电路与驱动电路相连，本实用新型通过在电路上加装功率管快速保护电路，减少了功率管的投入，降低了成本，延长了功率管的使用寿命，增强了电路运行的稳定性，可用于稳压电路中。

Description

一种线性稳压电源功率管保护电路

技术领域

本实用新型涉及一种稳压电路，特别涉及一种稳压电源功率管。

背景技术

线性稳压电源有稳压精度高、响应快、输出纹波小等众多优点，但用于调节输出的功率管工作在放大区，当输出电压较低时，功率管上功耗会很大。为了减少功率管上损耗，需要采用预稳方式使功率管上压降保持基本恒定，如5V或10V以下等。这样功率管上功耗就基本稳定了，在功率管能承受的功耗范围内，功率管都能可靠地工作。

现有技术中的线性稳压电源结构如图3所示：

通常情况下输出电压值Uo是可调节的，为0V至额定值；若Uo设定为某个值时，稳压稳流控制电路通过驱动电路功率管Q上的压降Uce使Uo稳定在此设定值或负载电流维持在设定的电流值；（Vc或Io变化时，Uce都会作相应改变，使Uo或Io稳定在设定值）；若Vc为固定值（非恒定值），当输出电压很低或输出短路时，Uce值约为Vc值（Io×RSC较小），此时PQ=Vc×Io；Io若为额定值，功率管Q上功耗很大，需用较多的功率管Q来承受功耗，用较大的散热器来散发热量，降低功率管Q上的温度，使功率管Q安全可靠地运行。对于Vc值较高时，电源所需的功率管Q和散热器较多，使得电源庞大且笨重，使用不便。使用预稳压控制电路控制可控制的整流装置（继电器分档调节或可控整流）使Vc值跟随Uo值变化，即使Uce值在某一范围内变化（可控整流，一般Uce为5V—10V），这样功率管Q上的功耗几乎是稳定的，只需较小的散热器就能满足功率管Q散热要求，功率管Q的数量也可减少较多，只要功率管Q满足功耗和电流输出能力和相应的电压承受能力，电源就能正常地运行。但在输出电压较高时（通常100V以下，更高输出电压的线性电源采用叠加的方式，不在此作说明），若输出短路或严重过载（进入稳流状态，输出电压较低），Vc值不能瞬变，Uce值也很大，功率管Q要承受住很大功耗，在预稳压控制电路控制下Vc值逐渐下降使Uce的值到设定的安全值。如果在此过程中功率管Q的额定承受功率不够，功率管Q就会损坏，故仍需要采用较多的功率管Q并联来承受短时间的大功率损耗，确保功率管Q安全运行而不损坏，使得电源能可靠使用。

线性电源的功率管Q在选择时都确保有足够的耐电压能力和电流能力（通常度是额定输出电流的好几倍），但电源在使用中还是常出现功率管Q直通故障，分析原因，大部分是电源在非正常使用状态下，即输出短路或严重过载时功率管Q因其上功率损耗过大而损坏。若要电源安全可靠地运行就需较多的功率管Q并联使用，这增加了机构的体积和连接的复杂性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种线性稳压电源功率管保护电路，减少功率管的使用，降低成本，延长功率管的使用寿命，确保电路运行的稳定性。

本实用新型的目的是这样实现的：一种线性稳压电源功率管保护电路，包括隔离变压器，所述隔离变压器的输出端与输入整流滤波电路的输入端相连，所述输入整流滤波电路的输出端经功率管、输出电流采样电阻与输出整流滤波电路的输入端相连，所述输出整流滤波电路的输出端以及电流采样电阻的输出端连接有稳压稳流控制电路，所述稳压稳流控制电路的信号输出端连接有驱动电路，所述驱动电路驱动功率管工作，所述功率管的CE极连接有预稳压控制电路，所述预稳压控制电路的信号输出端与输入整流滤波电路的信号输入端相连，所述功率管的CE极上还连接有功率管快速保护电路，所述功率管快速保护电路的信号输出端与驱动电路的信号输入端相连。

作为本实用新型的改进，所述功率管快速保护电路包括Uce电压采样电路和快速封锁电路，所述Uce电压采样电路的输入端与功率管相连，Uce电压采样电路的信号输出端与快速封锁电路的信号输入端相连，所述快速封锁电路的信号输出端与驱动电路的信号输入端相连。

本实用新型工作时，功率管快速保护电路利用功率管自身的Uce值来控制自身的截止和导通，避免高Io值和高Uce值状态同时出现。这样功率管上的最大功耗就被控制在一个适当的范围内，只要功率管的额定功率满足这个要求，且能满足电流输出能力和耐电压能力，功率管就不会损坏。与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，本实用新型通过在电路上加装功率管快速保护电路，减少了功率管的投入，降低了成本，延长了功率管的使用寿命，增强了电路运行的稳定性。本实用新型可用于稳压电路中。

附图说明

图1为本实用新型电路原理图。

图2为本实用新型中功率管快速保护电路电路示意图。

图3为现有技术中的线性稳压电源电路示意图。

图中：Q为功率管；Vc为功率管Q的集电极电压值；Uce为功率管Q的集电极C与发射极E间的电压值；PQ为功率管Q上的功率；Io为输出负载电流值；RSC为输出电流采样电阻值，其上压降为Io×RSC；Uo为输出电压值，则Uo=Vc–Uce-Io×RSC，PQ=Uce×Io。

具体实施方式

如图1-2所示的一种线性稳压电源功率管保护电路，包括隔离变压器，隔离变压器的输出端与输入整流滤波电路的输入端相连，输入整流滤波电路的输出端经功率管Q、输出电流采样电阻与输出整流滤波电路的输入端相连，输出整流滤波电路的输出端以及电流采样电阻的输出端连接有稳压稳流控制电路，稳压稳流控制电路的信号输出端连接有驱动电路，驱动电路驱动功率管Q工作，功率管Q的CE极连接有预稳压控制电路，预稳压控制电路的信号输出端与输入整流滤波电路的信号输入端相连，功率管Q的CE极上还连接有功率管快速保护电路，功率管快速保护电路的信号输出端与驱动电路的信号输入端相连，功率管快速保护电路包括Uce电压采样电路和快速封锁电路，Uce电压采样电路的输入端与功率管Q相连，Uce电压采样电路的信号输出端与快速封锁电路的信号输入端相连，快速封锁电路的信号输出端与驱动电路的信号输入端相连。

在电源正常运行时，Uce稳定在设定的值范围内，此时本保护电路不响应，当电源出现非正常工作，即发生电源输出短路或严重过载时，Uce上升到设定的保护值（通常在15V-20V之间）时，本保护电路立即响应，封锁功率管Q的驱动电路，使功率管Q截止，输出被关闭，因而输出电流迅速下降到零。Uce持续上升到最大值，功率管Q保持截止状态。尽管Uce较大，但无电流流过功率管Q，故功率管Q上无功耗。由于Uce高于预稳压控制电路控制的Uce设定值后，预稳压控制电路会控制Vc值下降（虑波电路上有放电电阻），直到Uce稳定在预稳压控制电路设定的Uce值。而在Uce下降到保护值后，就已停止封锁功率管的驱动，电源恢复输出。输出状态由设定的值和负载确定。在此过程中功率管在Uce达到保护值后就立即截止，截止时的Uce值比Vc值小很多（在输出电压较高时）,以60V电源输出为例：Uce保护值为20V，Uce设定值为6V，Vcmax=66V，这时的功率管功耗只有未加本保护电路时的功率管功耗的三分之一。因此可减少较多功率管。

本实用新型并不局限于上述实施例，在本实用新型公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本实用新型的保护范围内。

Claims (2)

1.一种线性稳压电源功率管保护电路，包括隔离变压器，所述隔离变压器的输出端与输入整流滤波电路的输入端相连，所述输入整流滤波电路的输出端经功率管、输出电流采样电阻与输出整流滤波电路的输入端相连，所述输出整流滤波电路的输出端以及电流采样电阻的输出端连接有稳压稳流控制电路，所述稳压稳流控制电路的信号输出端连接有驱动电路，所述驱动电路驱动功率管工作，所述功率管的CE极连接有预稳压控制电路，所述预稳压控制电路的信号输出端与输入整流滤波电路的信号输入端相连，其特征在于，所述功率管的CE极上还连接有功率管快速保护电路，所述功率管快速保护电路的信号输出端与驱动电路的信号输入端相连。

2.根据权利要求1所述的一种线性稳压电源功率管保护电路，其特征在于，所述功率管快速保护电路包括Uce电压采样电路和快速封锁电路，所述Uce电压采样电路的输入端与功率管相连，Uce电压采样电路的信号输出端与快速封锁电路的信号输入端相连，所述快速封锁电路的信号输出端与驱动电路的信号输入端相连。

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