【非常经典】开关电源各种保护电路实例的详细剖析！

输入欠压保护电路

输入欠压保护电路一

1概述（电路类型，主要功能的描述）:

此电路是输入欠压电路. 当输入电压低于保护电压时，控制芯片的电源Vcc被下拉，从而关闭输出.

2电路组成（原理图）:

3工作原理分析（主要功能，性能指标和实现原理）:

当电源输入电压高于欠压保护设定点时，A点的电压高于U4的Vref，U4接通，B点的电压低，Q4接通，并且Vcc电源正常；在保护电压下，A点的电压低于U4的Vref，U4截止，B点的电压高，Q4截止，因此Vcc没有电压，此时Vref也很低. 当输入电压逐渐增加时，A点的电压也逐渐增加. 高于U4的Vref时，模块正常工作. R4可以设置欠压保护点的滞后.

4条线路的利弊

电路的优点: 电路简单，保护点准确

缺点: 成本较高.

5个应用笔记:

使用时，请注意R1和R2的值. 有时需要并联两个电阻以获得所需的保护点. 还需要注意R1和R2的温度系数，否则，在高温和低温下，欠压保护点将有很大差异.

输入欠压保护电路二

1概述（电路类型，主要功能的描述）:

输入欠压保护电路. 当输入电压低于设定的欠压值时，输出关闭；当输入电压上升到设定的恢复值时，输出自动恢复正常.

2电路组成（原理图）:

3工作原理分析（主要功能，性能指标和实现原理）:

当输入电压在正常工作范围内时，Va大于VD4的稳压值，VT4导通，Vb为0电位，VT5截止，此时保护电路不工作；当输入电压低于设定的欠压时，此时Va小于VD4的电压调节值，VT4截止，Vb为高电势，VT5开启，将COMP（芯片的1引脚）拉至0电位时，芯片关闭输出，从而实现欠压保护功能. 在欠压关断和恢复期间，R21，VT6和R23形成迟滞电路. 当欠压关闭时，VT6打开，并且R21和R2并联，

;恢复后，VT6结束，

，磁滞电压为（Vin’-Vin）.

4条线路的利弊

优点: 电路形式简单，成本低.

缺点: 由于VD4系列稳压管的稳压值不同，欠压保护点上下浮动，批量生产时需要经常调试相关参数.

5个应用笔记:

VD4应该选择具有良好温度系数的稳压器，并应并行考虑要调试的组件（例如R2），以方便调试.

输出过压保护电路

输出过压保护电路一

1概述（电路类型，主要功能的描述）:

输出过压保护电路. 当向输出端子施加高于正常输出电压范围的外部电压，或者电路本身发生故障（开环或其他）并且输出电压高于调节值时，该电路会将输出电压钳位到设定值

2电路组成（原理图）:

3工作原理分析（主要功能，性能指标和实现原理）:

当输出过压时，施加到VD3的电压大于其稳压值，VD3接通，输出电压被钳位，并通过I反馈到初级侧.

4条线路的利弊

优点: 电路形式简单，成本低.

缺点: 由于稳压管VD3批次的稳压值不同电压保护自锁电路原理，过压钳位点会上下浮动，批量生产时需要经常调试相关参数.

5个应用笔记:

VD3应该选择具有良好温度系数的稳压器，并且应并行考虑要调试的组件，例如R32，以方便调试.

过压保护电路工作时，电路处于异常工作状态. 对于具有输出电压上下调节的电路，过压保护点应大于最大输出电压上调.

输出过压保护电路二

1概述（电路类型，主要功能的描述）:

输出过压保护电路. 当向输出端子施加高于正常输出电压范围的外部电压或电路本身发生故障（开环或其他）并且输出电压高于正常值时，此电路会将输出电压稳定在设定值

2电路组成（原理图）:

3工作原理分析（主要功能，性能指标和实现原理）:

当输出过电压Va> Vref开启时，IC3通过I反馈到初级侧，输出电压稳定在设定的过电压保护值.

4条线路的利弊

优点: 输出过压保护值可以准确设置.

缺点: 成本略高于稳压器钳制方法.

5个应用笔记:

过压保护电路工作时，电路处于异常工作状态. 对于具有输出电压上下调节的电路，过压保护点应大于最大输出电压上调.

过压保护自锁控制电路

1概述（电路类型，主要功能的描述）:

在电源系统中，当反馈回路出现故障时，输出电压不受控制，并且电压上升超过指定范围. 此时，过高的输出电压可能会损坏后续的电气设备. 为了解决这个问题，通常在电源上增加一个过压保护电路. 通常有三种类型的过电压保护.

A. 钳位类型: 反馈失败时，输出电压由过压钳位电路钳位到固定值.

B. 间歇保护类型: 反馈失败时，输出电压通过保护电路来回重启，输出电压的最高点为过压保护点.

C，自锁型: 当输出电压达到过压保护点时，电路工作，并且PWM断开，因此模块没有输出. 故障排除后，请重新启动电源输出以正常供电. 以下电路是自锁控制电路.

2电路组成（原理图）:

3工作原理分析（主要功能，性能指标和实现原理）:

上图是一个隔离的自锁控制电路. 当过压保护信号的CONTROL端子为高电平时，U1中的晶体管导通，VCC为整个电路的电源端子. Vcc通过R5向Q2提供基极电流，Q1导通并进入饱和状态，Q2将SHUT端子拉至低电平，PWM关闭电源而没有输出. Q2还控制Q1的导通. 当Q2导通时，Q1的基极电流通过R2接地，Q1导通，然后通过R3向Q2提供基极电流以维持Q2的导通. Q1和R1，R2，R3构成Q2的正反馈电路.

4条线路的利弊

优点: 有效的自锁保护，整个电路相当于一个晶闸管.

缺点: 整个电路需要固定的Vcc. 当PWM电源端子没有电源时，还必须确保上图中的VCC电压存在.

5个应用笔记:

1. 该电路只有在连续电源自锁的情况下才有效.

2. 该电路不应在无人值守的电源系统中使用.

过热保护电路

过热保护电路

1概述（电路类型，主要功能的描述）:

该电路是过热保护电路，但是当温度高于设定的保护点时，模块输出将关闭，并且温度恢复后模块将自动打开.

2电路组成（原理图）:

3工作原理分析（主要功能，性能指标和实现原理）:

稳压管为U103MAX6501提供5V电压. 温度正常时，U103的五脚输出高电平，当温度超过保护点时，U103的五脚输出低电平，当温度恢复时，U103的五脚输出高电平.

4条线路的利弊

该电路的优点: 电路简单电压保护自锁电路原理，精度高.

缺点: 成本较高.

5个应用笔记:

5.1 MAX6501的引脚3和1相连时，返回温度为10°C. 当3个引脚接地时，返回温度为2°C.

5.2 MAX6501的电源电压不能超过7V，否则会损坏.

5.3 MAX6501必须放置在最热的部分附近.

过热保护电路-热敏电阻

1概述（电路类型，主要功能的描述）:

此电路使用热敏电阻检测衬底的温度. 热敏电阻的电阻随基板温度的变化而变化. 热敏电阻电阻的变化会导致运算放大器的输入电压发生变化，因此运算放大器可以控制PWM芯片的输出. 关闭模块.

2电路组成（原理图）:

3工作原理分析（主要功能，性能指标和实现原理，关键参数计算分析）:

R99热敏电阻是负温度系数热敏电阻. 在常温下，R99 = 100k. R99和R94的分压为0.45V，这是U2运算放大器的负输入，远低于2.5V的运算放大器的正输入（R23被R97分压），因此，运放为高电平，对LM5025的SS端子无影响，模块正常工作.

随着衬底温度的升高，R99的电阻减小. 当它减小到某个值时，当运算放大器的负输入大于正输入时，运算放大器的输出为低电平，并且LM5025的SS被拉为低电平. 因此，模块输出被关闭；可以根据R94，R23，R97的电阻适当调节温度保护点，并相应地进行调节.

在模块关闭输出（过热保护）之后，基板温度将降低，R99的电阻将增加，运算放大器的负输入将减少. 为了使运算放大器的正常工作反向，引入了电阻器R98. 原理是运算放大器的输出. 变为低电平后，R98等效于与R97并联，从而降低了运算放大器的基准，并拉开了运算放大器的正负输入之间的电压差，从而实现了温度滞后. 例如，当基板温度为90℃时，将对其进行保护，并在80℃时将其打开.

4个关键参数的计算和分析

4.1运算放大器的正输入电压: VR97 = Vref2 = 5 /（1 + R23 / R97）= 5 /（1 + 10/10）= 2.5V

4.2运算放大器负输入电压VR94 + 0.007 = VR97 = 5 * R94 /（R99 + R94）+0.007，

4.3在温度保护期间获得热敏电阻的电阻值: R99（t）=（Vref * R24 /（Vref * R97 /（R23 + R97）-0.007））-R94

4.4考虑公差的计算如下表所示:

4.5 R99在过热保护期间的值

4.6 R99-SDNT2012X104J4250HT（F）是一个负温度系数热敏电阻，在25°C时为100k，在过热保护期间的电阻值为10k（请参见上表），计算出的温度为:

Rt = R * e（B（1 / T1-1 / T2））T1 = 1 /（ln（Rt / R）/ B +1 / T2））

T2: 常温25℃，上式中T2 ＝ 273.15 + 25 ＝ 298.15； B: 4250±3％； R: 在25°C，100k时的电阻值，计算出的T1值也将在273.15之后相加. 下表中t1 = T1-273.15的值为摄氏温度. Rt: 温度变化后的电阻值，分别为10k，9.704k，10.304k

4.7返回差异

运算放大器输出为低电平后，将电阻器R98（51k）置于R97上，并下拉参考电压. 新的参考电压Vref1 = Vref *（R98 // R97）/（R23 + R98 // R97）= 2.28当V达到2.44V时，R99的电阻R99 = Vref * R94 / Vref1-R94 = 11.9k当R99达到10.49k，温度根据下表计算

温度差= 82.6-77.3 = 5.3℃

电路的5个优缺点

优点: 温度保护点和温度差易于调节

缺点: 低温精度

电路要比使用温度开关复杂一些

温度保护反映的是热敏电阻附近基板的温度，不能反映模块最高器件的温度，但这可以在设计时解决. 例如，将基板温度保护在90°C，并且板上的实际最高器件温度已达到130°C，可以适当调整温度保护点以起到保护作用.

6个应用笔记

将热敏电阻放置在尽可能靠近加热设备的位置.

根据实际项目，公开了反激式开关电源的原始视频教程

为了给想学习电源技术但又找不到方法的新手和想要进一步整合电源技术的在职电源工程师提供学习平台，这位著名的高级电源工程师张飞在电源研发精英圈的邀请下整整6个月时间做一个反激式开关电源的真实项目，并以视频的形式记录了整个项目的过程；在做项目时说明它并同时记录下来.

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PCB板，电源物理暴露

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