盤點幾款常用的保護電路

　　鑒于電源電路存在一些不穩定因素，而設計用來防止此類不穩定因素影響電路效果的回路稱作保護電路。在各類電子產品中，保護電路比比皆是，例如：過流保護、過壓保護、過熱保護、空載保護、短路保護等等，本文就整理了一些常見的保護電路。

　　電機過熱保護電路

　　生產中所用的自動車床、電熱烘箱、球磨機等連續運轉的機電設備，以及其它無人值守的設備， 因為電機過熱或溫控器失靈造成的事故時有發生，需要采取相應的保安措施。PTC熱敏電阻過熱保護電路能夠方便、有效地預防上述事故的發生 。

　　下圖是以電機過熱保護為例，由PTC熱敏電阻和施密特電路構成的控制電路。圖中，RT1、RT2、RT3為三只特性一致的階躍型PTC熱敏電阻器，它們分別埋設在電機定子的繞組里。 正常情況下，PTC熱敏電阻器處于常溫狀態，它們的總電阻值小于1KΩ。此時，V1截止，V2導通，繼電器K得電吸合常開觸點，電機由市電供電運轉。

　　當電機因故障局部過熱時，只要有一只PTC熱敏電阻受熱超過預設溫度時，其阻值就會超過10KΩ以上。 于是V1導通、V2截止，VD2顯示紅色報警，K失電釋放，電機停止運轉，達到保護目的。

　　PTC熱敏電阻的選型取決于電機的絕緣等級。通常按比電機絕緣等級相對應的極限溫度低40℃左右的范圍選擇PTC熱敏電阻的居里溫度。例如，對于B1級絕緣的電機，其極限溫度為130℃，應當選居里溫度90℃的PTC熱敏電阻。

　　逆變電源中的保護電路

　　逆變器經常需要進行電流轉換,如果電路中的電流超出限定范圍，將對電路和關鍵器件造成很大傷害，因此保護電路在逆變電源中就顯得尤為重要。

　　防反接保護電路

　　如果逆變器沒有防反接電路，在輸入電池接反的情況下往往會造成災難性的后果，輕則燒毀保險絲，重則燒毀大部分電路。在逆變器中防反接保護電路主要有三種：反并肖特基二極管組成的防反接保護電路，如下圖所示。

　　由圖可以看出，當電池接反時，肖特基二極管D導通，F被燒毀。如果后面是推挽結構的主變換電路，兩推挽開關MOS管的寄生二極管的也相當于和D并聯，但壓降比肖特基大得多，耐瞬間電流的沖擊能力也低于肖特基二極管D，這樣就避免了大電流通過MOS管的寄生二極管，從而保護了兩推挽開關MOS管。

　　這種防反接保護電路結構簡單，不會影響效率，但保護后會燒毀保險絲F，需要重新更換才能恢復正常工作。

　　采用繼電器的防反接保護電路，基本電路如下：

　　由圖中可以看出，如果電池接反，D反偏，繼電器K的線圈沒有電流通過，觸點不能吸合，逆變器供電被切斷。這種防反接保護電路效果比較好，不會燒毀保險絲F，但體積比較大，繼電器的觸點的壽命有限。

　　采用MOS管的防反接保護電路，基本電路如下所示：

　　圖中D為防反接MOS的寄生二極管，便于分析原理畫出來了。當電池極性未接反時，D正偏導通，Q的GS極由電池正極經過F、R1、D回到電池負極得到正偏而導通。Q導通后的壓降比D的壓降小得多，所以Q導通后會使D得不到足夠的正向電壓而截至;

　　當電池極性接反時，D會由于反偏而截至，Q也會由于GS反偏而截至，逆變器不能啟動。這種防反接保護電路由于沒有采用機械觸點開關而具有比較長的使用壽命，也不會像反并肖特基二極管組成的防反接保護電路那樣燒毀保險絲F.因而得到廣泛應用，缺點是MOS導通時具有一定的損耗。足夠暢通無阻地通過比較大的電流還保持比較低的損耗。

　　電池欠壓保護

　　為了防止電池過度放電而損壞電池，我們需要讓電池在電壓放電到一定電壓的時候逆變器停止工作，需要指出的一點是，電池欠壓保護太靈敏的話會在啟動沖擊性負載時保護。這樣逆變器就難以起動這類負載了，尤其在電池電量不是很充足的情況下。請看下面的電池欠壓保護電路。

　　可以看出這個電路由于加入了D1、C1能夠使電池取樣電壓快速建立，延時保護。

　　鋰電池充電保護電路

　　鋰電池過充，過放電都會影響電池的壽命。在設計時，要注意鋰電池的充電電壓，充電電流。然后選取合適的充電芯片。注意要防止鋰電池的過充，過放，短路保護等問題。同時，設計完成后要經過大量的測試。