开关电源保护电路有几种？工作原理怎样？

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为了保证开关电源的安全性、可靠性，往往设计了很多保护电路，如防浪涌的软启动保护、过压、欠压保护，过热保护、过流短路保护、缺相保护等等。

现以电路示例来分析各种保护电路的工作特点：

一、防浪涌保护

在电子产品电源电路中，尤其采用大功率开关电源的，由于有大滤波电容的存在，开机时，会有巨大的浪涌电流冲击，为了防止它对电路进行破坏，往往都设计了防浪涌电流冲击的保护电路。

如图示



该电路就为一种大功率开关电源设计的防浪涌冲击的软启动保护电路简图。

在该电路中

浪涌保护的核心元件为：

软启动电阻R1

控制管可控硅V

辅助绕组另L

另外，C为+300V滤波电容，D1、D2、D3、D4构成桥式整流。

软启动保护原理：

开机时，220V交流电通过整流桥整流，形成的脉动直流电通过R1给C充电，由于R1的阻隔作用，就限制了开机瞬间浪涌电流冲击。

C在充电电压<80%额定电压(如300v)时，电源不启动，随着R1给C充电时间的延续，当C上充电>80%额定电压时，电源起振，电源管理调制芯片输出开关管PWM占空比信号，驱动开关管Q工作，高频变压器T同时开始转换能量。

此时高频变压器T的辅助绕组L产生感应电势，通过R2触发可控硅V导通。

V导通后，整流桥电路形成的直流电压便通过V给C充电，此时R1不再起作用，完成了保护过程。

二、过压、欠压保护

开关电源除了浪涌保护，还有过压、欠压保护。

电路示例



该开关电源过压欠压保护电路，由双运电路U1A、U1B构成。

R5、R6、R11、R12分压形成运放基准比较电压送入⑤、②脚。

过压保护：

由运放U1A完成，R1、R2、R3为过压取样分压电阻。

当交流220V经整流滤波形成+300V电压输入取样电路A点，经R1、R2、R3分压取样输入U1A运放同相端③，当电源过压时，A点电压升高，③脚电压也升高，当③脚电压大于②脚电压时，①脚输出高电平，通过D1输出，控制电源主控芯片停止工作，电源无输出。

欠压保护：

主要由运放U1B完成。R7、R8、R9构成欠压分压电阻。

当电源电压不足，通过整流滤波送到取样电路A点，A点电压也变低了，再经R7、R8、R9分压取样送到运放U1B⑥脚反相端，此脚电压也降低，当⑥脚电压低于⑤脚电压时，⑦脚输出高电平，通过D2输送到电源主控芯片，使主控芯片停止工作，电源无输出。

三、过流、过热保护电路

如图示

在该开关电源电路中，NTC2为热敏电阻，通过它感知电源温度的变化。

当过热时，NTC2电阻阻值变化，影起电源管理芯片⑤脚电压变化，芯片识别后，与内部基准电压比较，调整或关闭开关管PWM的输出。

当过流时，场效应开关管Q1的源极电流检测电阻R7、R8压降会增大，通过R34送到电源芯片过流检测⑥脚，使⑥脚电压升高，电源芯片识别后，与内部基准电压比较，调整或关闭开关管PWM脉宽信号输出。

四、电源缺相保护

该保护电路是针对工业用或新能源领域三相供电的开关电源来设计的保护电路。

当其中一相或二相因某种原因断电而设计的保护电路。

如图示例



在该电路中，A、B、C代表三相交流电，R1、R2、R3为三相均衡取样电阻，U1为比较器，U2为光耦。

RP为比较器②脚同相输入端基准电压设置可调电阻，调节好RP的阻值，即可设置好②脚基准比较电压。

正常情况下，R1、R2、R3从A、B、C三相取样，在H结点处电压几乎为0，光耦U2不工作，比较器U1①脚反相端为低电平，低于②脚电压，③脚输出高电平，该高电平送到开关电源保护控制端，使电源正常工作。

当三相交流电A、B、C其中一相或者二相断电或失常，就会打破三相平衡，结点H电压就会升高，通过D1整流，使光耦U2导通，比较器U1的反相端①脚变为高电平，大于②同相端电压，③脚输出低电平。

该低电平送到开关电源缺相保护端，使开关电源停止工作。

开关电源保护电路众多，电路结构也多种多样，本文只为抛砖引玉，多谢友友们支持！