开关电源各种保护电路实例详细解剖
输入欠压保护电路
一、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。
二、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
一、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。
二、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
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）=（vrefr24/（vrefr97/（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 滞后
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。
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一、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。
二、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
一、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。
二、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
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）=（vrefr24/（vrefr97/（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 滞后
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。
纳米笼催化剂保障燃料电池超长稳定运行时间
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dfrobot牛眼轮 万向轮简介
ST25DV——解锁NFC芯片的多重应用场景
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超宽带通信中的天线技术详细解析
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DDR2名词解释
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红米K30 Pro机型现已停产?
虹科干货 | 这些预测性维护的专业术语你都了解吗？
液晶电视选购实战之面板功能要看清
三路、高输出电流电源仅需3.3V输入和最小输入电容
二极管在BUCK电路和BOOST电路中的作用
华为Mate 20外形渲染图遭曝光！
你了解无人机的空域管理吗
5G可以给智能家居带来什么
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