常用的输入欠压保护电路和过压保护电路

　　输入欠压保护电路
　　输入欠压保护电路一
　　1、概述（电路类别、实现主要功能描述）：
　　该电路属于输入欠压电路，当输入电压低于保护电压时拉低控制芯片的供电 Vcc，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、性能指标及实现原理）：
　　当电源输入电压高于欠压保护设定点时，A 点电压高于 U4 的 Vref，U4 导通，B 点电压为低电平，Q4 导通，Vcc 供电正常；当输入电压低于保护电压时，A 点电压低于 U4 的 Vref，U4 截止，B 点电压为高电平，Q4 截止，从而 Vcc 没有电压，此时 Vref 也为低电平，当输入电压逐渐升高时，A 点电压也逐渐升高，当高于 U4 的 Vref，模块又正常工作。R4 可以设定欠压保护点的回差。
　　4、电路的优缺点
　　该电路的优点：电路简单，保护点精确
　　缺点：成本较高。
　　5、应用的注意事项：
　　使用时注意 R1，R2 的取值，有时候需要两个电阻并联才能得到需要的保护点。还需要注意 R1，R2 的温度系数，否则高低温时，欠压保护点相差较大。
　　输入欠压保护电路二
　　1、概述（电路类别、实现主要功能描述）：
　　输入欠压保护电路。当输入电压低于设定欠压值时，关闭输出；当输入电压升高到设定恢复值时，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、性能指标及实现原理）：
　　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， 此时保护电路不起作用；当输入电压低于设定欠压值时，Va 小于 VD4 的稳压值，VT4 截止，Vb 为高电位，VT5 导通，将 COMP（芯片的 1 脚）拉到 0 电位，芯片关闭输出，从而实现了欠压保护功能。 R21、VT6、R23 组成欠压关断、恢复时的回差电路。当欠压关断时，VT6 导通，将 R21 与 R2 并联，；恢复时，VT6 截止，，回差电压即为（Vin’-Vin）。
　　4、电路的优缺点
　　优点：电路形式简单，成本较低。
　　缺点：因稳压管 VD4 批次间稳压值的差异，导致欠压保护点上下浮动，大批量生产时需经常调试相关参数。
　　5、应用的注意事项：
　　VD4 应该选温度系数较好的稳压管，需调试的元件如 R2 应考虑多个并联以方便调试。

　　输出过压保护电路
　　输出过压保护电路一
　　1、概述（电路类别、实现主要功能描述）：
　　输出过压保护电路。当有高于正常输出电压范围的外加电压加到输出端或电路本身故障（开环或其他）导致输出电压高于稳压值时，此电路会将输出电压钳位在设定值。
　　2、电路组成（原理图）：
　　
　　3、工作原理分析（主要功能、性能指标及实现原理）：
　　输出过压时，加在 VD3 上的电压大于其稳压值时，VD3 导通，输出电压被钳位，同时通过 IC4 向原边反馈。
　　4、电路的优缺点
　　优点：电路形式简单，成本较低。
　　缺点：因稳压管 VD3 批次间稳压值的差异，导致过压钳位点上下浮动，大批量生产时需经常调试相关参数。
　　5、应用的注意事项：
　　VD3 应该选温度系数较好的稳压管，需调试的元件如 R32 应考虑多个并联以方便调试。
　　当过压保护电路起作用时，电路处于非正常工作状态。对于有输出电压上下调功能的电路，过压保护点应大于输出电压上调最大值。
　　输出过压保护电路二
　　1、概述（电路类别、实现主要功能描述）：
　　输出过压保护电路。当有高于正常输出电压范围的外加电压加到输出端或电路本身故障（开环或其他）导致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、性能指标及实现原理）：
　　输出过压时，Va》Vref，IC3 导通，通过 IC4 向原边反馈，输出电压稳定在设定的过压保护值。
　　4、电路的优缺点
　　优点：输出过压保护值可以精确设置。
　　缺点：相对稳压管钳位方式成本稍高一些。
　　5、应用的注意事项：
　　当过压保护电路起作用时，电路处于非正常工作状态。对于有输出电压上下调功能的电路，过压保护点应大于输出电压上调最大值。
　　过压保护自锁控制电路
　　1、概述（电路类别、实现主要功能描述）：
　　在电源系统中，当反馈回路失效时，输出电压不受控，电压升高超出规定范围，此时过高的输出电压有可能造成后续电器设备的损坏。为解决这问题，通常在电源中增加过压保护电路。过压保护的方式一般有三种。
　　A、钳位型：当反馈失效时，通过过压钳位电路将输出电压钳位在一个定值。
　　B、间歇保护型：当反馈失效时，通过保护电路使输出电压来回重启，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，电路动作，关闭 PWM 使模块无输出。在排除故障后再重启电源输出才正常供电。下述电路为自锁型控制电路。
　　2、电路组成（原理图）：
　　
　　3、工作原理分析（主要功能、性能指标及实现原理）：
　　上图中为隔离的自锁型控制电路。当过压保护信号 CONTROL 端给出一个高电平时，U1 中的三极管导通，VCC 为整个电路的供电端。Vcc 经 R5 给 Q2 一个基极电流，Q1 导通并进入饱和状态，SHUT 端被 Q2 拉至低电平，PWM关闭电源无输出。Q2 同时控制 Q1 的导通。当 Q2 导通时，Q1 的基极电流经 R2 到地，Q1 导通，经 R3 再提供一个基极电流给 Q2，维持 Q2 的导通。Q1 及 R1、R2、R3 构成了 Q2 的正反馈电路。
　　4、电路的优缺点
　　优点：可有效的进行自锁保护，整个电路等效于一个可控硅。
　　缺点：整个电路需要一个固定的 Vcc。当PWM 电源端无供电时，也需保证上图中 VCC 电压的存在。
　　5、应用的注意事项：
　　1． 此电路要有持续的供电自锁才有效。
　　2． 此电路不宜使用在无人值守的电源系统里。

　　过温保护电路
　　过温保护电路
　　1、概述（电路类别、实现主要功能描述）：
　　该电路属于过温保护电路，但温度高于设定的保护点时，关闭模块输出，当温度恢复后自动开启模块。
　　2、电路组成（原理图）：
　　
　　3、工作原理分析（主要功能、性能指标及实现原理）：
　　稳压管给 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，当温度恢复后，U103 的五脚输出高电平。
　　4、电路的优缺点
　　该电路的优点：电路简单，精确度高。
　　缺点：成本较高。
　　5、应用的注意事项：
　　5.1 MAX6501 的 3 脚和 1 脚相连时，回差温度是 10℃，当其 3 脚和地相连时，回差温度是 2℃。
　　5.2 MAX6501 的供电电压不能超过 7V，否则会损坏。
　　5.3 MAX6501 一定要放置在最热部分的附近。
　　过温保护电路 - 热敏电阻
　　1、概述（电路类别、实现主要功能描述）：
　　本电路采用热敏电阻检测基板温度，热敏电阻阻值随基板温度变化而变化， 热敏电阻阻值的变化导致运放输入电压变化，从而实现运放的翻转控制 PWM 芯片的输出，进而将模块关闭。
　　2、电路组成（原理图）：
　　
　　3、工作原理分析（主要功能、性能指标及实现原理，关键参数计算分析）：
　　R99 热敏电阻是负温度系数热敏电阻，常温时，R99=100k，R99 与 R94 的分压 0.45V 为 U2 运放的负输入，远低于运放的正输入 2.5V（R23 与 R97 分压），因此运放的输出是高电平，对 LM5025 的 SS 端无影响，模块正常工作。
　　随着基板温度升高，R99 电阻阻值减小，当减小到一定值时，使得运放的负输入大于正输入时，运放输出低电平，将 LM5025 的 SS 拉低，从而关闭模块输出；温度保护点可以适当调整 R94，R23，R97 的阻值而相应地调整。
　　模块关闭输出后（过温保护），基板温度会降低，R99 阻值会增大，运放的负输入会降低，为使运放的正常翻转，引入电阻 R98，原理是运放输出低后，R98 相当于与 R97 并联，将运放的基准变低，拉开运放正负输入的电压间距，从而实现温度回差。比如基板温度 90℃时保护，80℃时开启。
　　4、关键参数计算分析
　　4.1 运放正输入电压：VR97=Vref2=5/（1+R23/R97）=5/（1+10/10）=2.5V
　　4.2 运放负输入电压 VR94+0.007=VR97=5*R94/（R99+R94）+0.007，
　　4.3 得出温度保护时热敏电阻的阻值：R99（t）=（Vref*R24/（Vref*R97/（R23+R97）-0.007））-R94
　　4.4 考虑容差时的计算见下表：
　　
　　
　　4.5 过温保护时，R99 的值
　　
　　4.6 R99-SDNT2012X104J4250HT（F）是负温度系数的热敏电阻，25°C 时 100k，过温保护时阻值 10k 左右（见上表），计算温度为：
　　Rt=R*e（B（1/T1-1/T2）） T1=1/（ln（Rt/R）/B+1/T2））
　　T2：常温 25°C，上式中 T2=273.15+25=298.15；B：4250±3%；R：25°C 时的电阻值，100k，计算出的 T1 值也是加了 273.15 后的值，因此下表中 t1=T1-273.15，是摄氏度。Rt：温度变化后的阻值，10k，9.704k，10.304k，见上表
　　
　　4.7 回差
　　运放输出低后，电阻 R98（51k）就并在 R97 上，将基准拉低，新的基准电压 Vref1=Vref*（R98//R97）/（R23+R98//R97）=2.28V 达到 2.44V 时，R99 的阻值 R99=Vref*R94/Vref1-R94=11.9k R99 达到 10.49k 时，温度按下表计算
　　
　　温度回差=82.6-77.3=5.3℃
　　5、电路的优缺点
　　优点： 温度保护点及温度回差很容进行调整
　　缺点： 温度准确度偏低
　　电路比采用温度开关略复杂
　　温度保护时反映的是热敏电阻附近的基板温度，不能反映模块的最高器件的温度，不过这可以在设计时解决，比如基板温度在 90℃保护，实际板上器件最高温度已达 130℃，就可以适当调整温度保护点，从而起到保护作用。
　　6、应用的注意事项
　　尽量将热敏电阻放置在发热器件附近。