宋利輝
摘 要:詳細(xì)介紹了保護(hù)電路的基本構(gòu)成,對保護(hù)電路工作過程進(jìn)行了描述,并根據(jù)故障檢測方式對保護(hù)電路進(jìn)行了種類劃分。然后對某型計(jì)算機(jī)電源模塊的保護(hù)電路的幾個(gè)部分檢測電路、翻轉(zhuǎn)電路及保護(hù)執(zhí)行電路進(jìn)行逐步設(shè)計(jì)及元器件的選型,最后給出了應(yīng)用結(jié)果。
關(guān)鍵詞:電源模塊 保護(hù)電路 應(yīng)用
中圖分類號:TN4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2017)04(a)-0045-02
隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,要求計(jì)算機(jī)的性能更加安全可靠,而計(jì)算機(jī)電源系統(tǒng)是否穩(wěn)定,關(guān)系到整個(gè)計(jì)算機(jī)的工作狀態(tài)及性能,為了確保計(jì)算機(jī)電源系統(tǒng)輸出電壓穩(wěn)定和計(jì)算機(jī)電源自身的安全,計(jì)算機(jī)電源設(shè)計(jì)中保護(hù)電路的應(yīng)用設(shè)計(jì)日趨重要。
1 保護(hù)電路介紹
1.1 保護(hù)電路構(gòu)成
保護(hù)電路一般由故障檢測電路、電壓翻轉(zhuǎn)電路、保護(hù)執(zhí)行電路三部分組成,有的還包含有保護(hù)顯示電路[1]。故障檢測電路對保護(hù)電路的電壓或者電流進(jìn)行檢測,并將檢測結(jié)果送到翻轉(zhuǎn)電路,當(dāng)檢測到的電壓或者電流超過設(shè)定值時(shí),故障檢測電路將檢測到的故障信息送到翻轉(zhuǎn)電路。產(chǎn)生保護(hù)控制電壓,驅(qū)使保護(hù)執(zhí)行電路動(dòng)作,使保護(hù)電路退出工作狀態(tài)或進(jìn)入相應(yīng)的保護(hù)狀態(tài),達(dá)到保護(hù)目的。常用保護(hù)電路構(gòu)成如圖1所示。
1.2 保護(hù)電路種類
保護(hù)電路種類劃分方法較多,根據(jù)故障檢測電路的檢測方式分為過流檢測保護(hù)電路、過壓檢測保護(hù)電路、失壓檢測保護(hù)電路及IC內(nèi)部檢測保護(hù)電路;根據(jù)保護(hù)電壓翻轉(zhuǎn)電路的類型可分為三極管電壓翻轉(zhuǎn)保護(hù)電路、可控硅電壓翻轉(zhuǎn)保護(hù)電路、模擬可控硅翻轉(zhuǎn)保護(hù)電路和IC內(nèi)部電壓翻轉(zhuǎn)保護(hù)電路;根據(jù)保護(hù)執(zhí)行方式可分為待機(jī)處理保護(hù)電路、小信號處理保護(hù)電路、電源震蕩驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路、穩(wěn)壓處理保護(hù)電路和保護(hù)電路直接執(zhí)行保護(hù)的保護(hù)電路。
2 電源模塊保護(hù)電路設(shè)計(jì)
某計(jì)算機(jī)電源設(shè)計(jì)可利用空間較小,在230 mm×200 mm的印制板上需要將220 V交流電轉(zhuǎn)換成+5 V、+12 V、-12 V等多種穩(wěn)壓直流電源。為了避免因電源故障造成對其他部件損壞,需要電源保護(hù)電路設(shè)計(jì)。(如圖2)
2.1 輸入電源檢測電路設(shè)計(jì)
輸入~220 V的保護(hù)電路分三種,選用壓敏電阻并接輸入電源零火線兩端,當(dāng)輸入電壓超出壓敏電阻的耐壓值時(shí),壓敏電阻擊穿短路,導(dǎo)致保險(xiǎn)絲燒斷而起到保護(hù)作用,選用熱敏電阻串入輸入電源火線上,因短接等原因?qū)е码娏鬟^大超出熱敏電阻指標(biāo)時(shí),熱敏電阻燒斷而切斷電源,起到保護(hù)其他組件的作用;采集交流整流濾波后的直流300 V,將300 V分壓后送人比較器MAX973輸入斷,和比較器MAX973另一輸入端的基準(zhǔn)電源進(jìn)行比較,在電壓要求范圍之外時(shí),比較器翻轉(zhuǎn),最終使DC/DC模塊的輸入電源斷開而起到過壓和欠壓保護(hù)作用。
2.2 輸出電源檢測電路設(shè)計(jì)
采集+5 V輸出直流電源,分壓后送人比較器輸入端,和比較器輸入的基準(zhǔn)電源進(jìn)行比較,+5 V電源在要求范圍之外時(shí),比較器翻轉(zhuǎn),最終使DC/DC模塊的輸入電源斷開而起到過壓和欠壓保護(hù)作用。
采集+12 V輸出直流電源,分壓后送人比較器輸入端,和比較器輸入的基準(zhǔn)電源進(jìn)行比較,+12 V電源在要求范圍之外時(shí),比較器翻轉(zhuǎn),最終使DC/DC模塊的輸入電源斷開而起到過壓和欠壓保護(hù)作用。
采集-12 V輸出直流電源,分壓后送人比較器輸入端,和比較器輸入的基準(zhǔn)電源進(jìn)行比較,-12 V電源在要求范圍之外時(shí),比較器翻轉(zhuǎn),最終使DC/DC模塊的輸入電源斷開而起到過壓和欠壓保護(hù)作用。
2.3 翻轉(zhuǎn)電路設(shè)計(jì)
將MAX973輸出端接入光電耦合器一端,光電耦合器輸出端和+5 V、+12 V、-12 V檢測比較器電路的輸出端并接到比較器負(fù)端,和接在比較器正端的基準(zhǔn)電源進(jìn)行再次比較,輸入電源和三路輸出電源檢測電路中任何一個(gè)電源電壓值超出預(yù)定范圍,則翻轉(zhuǎn)電路輸出電壓開始翻轉(zhuǎn),將翻轉(zhuǎn)后的電平送到執(zhí)行電路輸入端。
2.4 執(zhí)行電路設(shè)計(jì)
該電源模塊借用DC/DC直流穩(wěn)壓模塊自身具有的軟啟動(dòng)保護(hù)功能,當(dāng)輸入端保護(hù)端管腳為低時(shí),DC/DC直流穩(wěn)壓模塊停止工作。翻轉(zhuǎn)電路送出電平為0~5 V,而DC/DC直流穩(wěn)壓模塊輸入電源為300 V,為了防止模塊損壞對翻轉(zhuǎn)電路造成逆向損壞,在翻轉(zhuǎn)電路輸出端和DC/DC直流穩(wěn)壓模塊輸入保護(hù)端之間增加光電耦合器進(jìn)行隔離。
3 應(yīng)用效果
該計(jì)算機(jī)電源模塊完成設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、調(diào)試后,對其保護(hù)電路的各項(xiàng)保護(hù)功能進(jìn)行測試,均達(dá)到預(yù)定目標(biāo),滿足了使用要求。
參考文獻(xiàn)
[1] 孫鐵強(qiáng).進(jìn)口彩電保護(hù)電路原理與維修[M].中國水利水電出版社,2010.
[2] 王海生,黃振,葛寧.基于多相濾波結(jié)構(gòu)的高效動(dòng)態(tài)數(shù)字信道化接收機(jī)設(shè)計(jì)[J].電路與系統(tǒng)學(xué)報(bào),2013,18(2):1-5.
[3] 焦貴忠.基于Visual C++電路測試界面設(shè)計(jì)[J].集成電路通訊 2007(4):30-34.