24V开关电源常用的保护电路介绍

电场耦合主要是由于电位差的存在，产生的感应电场对受搔扰体产生的耦合。磁场耦合主要是大电流的脉冲电源线附近，产生的低频磁场对搔扰对象产生的耦合。而电磁场耦合，主要是由于脉动的电压或电流产生的高频电磁波，通过空间向外辐射，对相应的受搔扰体产生的耦合。实际上，每一种耦合方式是不能严格区分的，只是侧重点不同而已。

在24V开关电源中，主功率开关管在很高的电压下，以高频开关方式工作，开关电压及开关电流的接近方波，从频谱分析知，方波信号含有丰富的高次谐波，该高次谐波的频谱可达方波频率的1000次以上。同时，由于电源变压器的漏电感及分布电容，以及主功率开关器件的工作状态非理想，在高频开或关时，常常产生高频高压的尖峰谐波振荡，该谐波振荡产生的高次谐波，通过开关管与散热器间的分布电容传入内部电路或通过散热器及变压器向空间辐射。

用于整流及续流二级管，也是产生高频搔扰的一个重要原因。因整流及续流二极管工作在高频开关状态，由于二极管的引线寄生电感、结电容的存在以及反向恢复电流的影响，使之工作在很高的电压及电流变化率下，且产生高频振荡。因整流及续流二极管一般离电源输出线较近，其产生的高频搔扰最容易通过直流输出线传出。

为了提高24V开关电源功率因数，均采用了有源功率因数效正电路。同时，为了提高电路的效率及可靠性，减小功率器件的电应力，大量的采用了软开关技术。其中零电压、零电流或零电流开关技术应用最为广泛。该技术极大的降低了开关器件所产生的电磁搔扰。但是，软开关无损吸收电路，多数利用L、C进行能量转移，利用二极管的单向导电性能实现能量的单向转换，因而，该谐振电路中的二极管成为电磁搔扰的一大搔扰源。

24V开关电源中，一般利用储能电感及电容器，组成L、C滤波电路，实现对差模及共模搔扰信号的滤波，以及交流方波信号转换为平滑的直流信号。由于电感线圈的分布电容，导致了电感线圈的自谐振频率降低，从而使大量的高频搔扰信号穿过电感线圈，沿交流电源线或直流输出线向外传播。滤波电容器，随着搔扰信号频率的上升，由于引线电感的作用，导致电容量及滤波效果不断的下降，直至谐振频率以上时，完全失去电容器的作用而变为感性。不正确的使用滤波电容及引线过长，也是产生电磁搔扰的一个原因。

24V开关电源常用的几种保护电路:

1.防浪涌软启动电路

24V开关电源的输入电路大都采用电容滤波型整流电路，在进线电源合闸瞬间，由于电容器上的初始电压为零，电容器充电瞬间会形成很大的浪涌电流，特别是大功率开关电源，采用容量较大的滤波电容器，使浪涌电流达100A以上。在电源接通瞬间如此大的浪涌电流，重者往往会导致输入熔断器烧断或合闸开关的触点烧坏，整流桥过流损坏；轻者也会使空气开关合不上闸。上述现象均会造成开关电源无法正常工作，为此几乎所有的开关电源都设置了防止流涌电流的软启动电路，以保证电源正常而可靠运行。

2.过压、欠压及过热保护电路

进线电源过压及欠压对开关电源造成的危害，主要表现在器件因承受的电压及电流应力超出正常使用的范围而损坏，同时因电气性能指标被破坏而不能满足要求。因此对输入电源的上限和下限要有所限制，为此采用过压、欠压保护以提高电源的可靠性和安全性。

温度是影响电源设备可靠性的最重要因素。根据有关资料分析表明，电子元器件温度每升高2℃，可靠性下降10％，温升50℃时的工作寿命只有温升25℃时的1/6，为了避免功率器件过热造成损坏，在开关电源中亦需要设置过热保护电路。

3.缺相保护电路

由于电网自身原因或电源输入接线不可靠，24V开关电源有时会出现缺相运行的情况，且掉相运行不易被及时发现。当电源处于缺相运行时，整流桥某一臂无电流，而其它臂会严重过流造成损坏，同时使逆变器工作出现异常，因此必须对缺相进行保护。检测电网缺相通常采用电流互感器或电子缺相检测电路。由于电流互感器检测成本高、体积大，故开关电源中一般采用电子缺相保护电路。图5是一个简单的电子缺相保护电路。三相平衡时，R1～R3结点H电位很低，光耦合输出近似为零电平。当缺相时，H点电位抬高，光耦输出高电平，经比较器进行比较，输出低电平，封锁驱动信号。比较器的基准可调，以便调节缺相动作阈值。该缺相保护适用于三相四线制，而不适用于三相三线制。电路稍加变动，亦可用高电平封锁PWM信号。