動(dòng)態(tài)供電故障報(bào)警電路

更為復(fù)雜的動(dòng)態(tài)供電故障報(bào)警電路能夠處理持續(xù)低電壓的故障情況。許多這種類型的電路正在得到應(yīng)用，考察幾種普通報(bào)警技術(shù)的一些優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)是很有用的。

圖所示的兩種電路對(duì)上述各類故障都能提供完善的故障報(bào)警功能。

在第一個(gè)例子中，充電器變換器儲(chǔ)能電容器C1和C2上的直流分壓與一個(gè)參考電壓通過比較放大器A1進(jìn)行比較。設(shè)充電器是在滿負(fù)載工作情況下的，如果充電器電壓下降引起此分壓值也下降，一直下降到充電器恰好提供前述保持時(shí)間時(shí)所對(duì)應(yīng)的分壓值時(shí)，放大器A1的輸出變高，給光耦提供驅(qū)動(dòng)，產(chǎn)生故障報(bào)警，即報(bào)警電路的輸出端變?yōu)榈汀?

這是一個(gè)定義非常明確且可靠的報(bào)警系統(tǒng)。在輸出電壓下降前，要求所設(shè)計(jì)的充電器在低于正常較低工作電壓，即較低輸入電壓的情況下，提供足夠的保持時(shí)間，確保規(guī)定的報(bào)警時(shí)間。為了滿足這個(gè)要求，需要使用更大、更昂貴的充電器，原因如下。

對(duì)于充電器來說，當(dāng)電壓等于或者大于指定的較小工作充電器電壓時(shí)不應(yīng)報(bào)警，所選的報(bào)警電壓必須低于較小的直流電壓，一般此直流電壓定義為在滿載時(shí)較低充電器電壓情況下的電壓，它可以通過C1與C2上的電壓取得。

在滿載情況下，為了提供所需要的保持時(shí)間，即使充電器電壓值低于正常值，變換器從較低的電容電壓獲取的電量必須持續(xù)地提供全部充電器電壓輸出，因此就要求使用大的存儲(chǔ)電容和大額定電流值的輸入元件，而這會(huì)使得充電器變得更大且更昂貴。

再者，這個(gè)較復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)，有可能在處理第二類故障的持續(xù)低電壓故障情況時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)假的供電故障報(bào)警。在持續(xù)低電壓故障繼續(xù)一段時(shí)間后充電器恢復(fù)正常，在充電器恢復(fù)前，電容電壓降到低于較小警報(bào)電壓值就會(huì)引起故障信號(hào)。很清楚，在這種情況下只要儲(chǔ)能電容上的能量達(dá)到一個(gè)臨界值，那么就只能產(chǎn)生一個(gè)故障信號(hào)。盡管在較后輸出故障前充電器可能恢復(fù)，但在此刻必須產(chǎn)生一個(gè)故障信號(hào)，因?yàn)橄到y(tǒng)根本就不知道充電器會(huì)及時(shí)地恢復(fù)。

該報(bào)警電路設(shè)計(jì)有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，那就是輸入電壓短的瞬態(tài)變化到輸入臨界限制值以下時(shí)不會(huì)引起故障報(bào)警，因?yàn)閮?chǔ)能電容不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)快速的放電到臨界電壓。另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是，在輕負(fù)載、高輸入電壓時(shí)，在電容放電到臨界電壓以及供電故障報(bào)警產(chǎn)生之前，有個(gè)較長(zhǎng)的延時(shí)。

此系統(tǒng)對(duì)輸入的瞬變有很大的抑制作用，這消除了虛假的、不必要的故障報(bào)警。延時(shí)時(shí)間可以動(dòng)態(tài)地調(diào)整以適應(yīng)負(fù)載和輸入電壓的環(huán)境。

圖顯示的是一個(gè)與前述動(dòng)態(tài)系統(tǒng)有類似優(yōu)點(diǎn)的電路，但該電路不用輔助充電器和比較放大器。該電路可用于如圖所示的主變換器整流過的充電器中，或者經(jīng)過適當(dāng)?shù)脑{(diào)整后用于輔助充電器變換器的充電器中。它的工作原理如下。

橋式整流器D~D4提供一個(gè)單向的選加正弦波輸入給由R1、ZD1組成的分壓支路。同時(shí)這個(gè)輸入電壓也加到二極管D5上。

峰值交流輸入電壓經(jīng)過D3整流后就會(huì)把能量存儲(chǔ)在電容器C1中。通過ZD2和Q監(jiān)視C1上的直流電壓，并正常偏置Q以使其導(dǎo)通。

在每半周期內(nèi)，整流二極管會(huì)隔斷C1上的直流電壓，也允許在R1、OC1以及Q2上的壓降下降至零，即R1、OC1以及Q1上的電壓隨輸入電壓的變化而變化。因此，即使C1上的直流電壓為高，在Q1導(dǎo)通的情況下，OC1還是會(huì)在每個(gè)周期的一小段時(shí)間內(nèi)。

如果Q1關(guān)斷時(shí)間超過3ms，就會(huì)產(chǎn)生故障報(bào)警。當(dāng)C上的電壓下降到使Q21和OC1關(guān)斷。關(guān)斷的臨界電壓，這種故障報(bào)警就出現(xiàn)，而這種臨界電壓是由ZD來決定的。另外如果輸人充電器完全失效超過3ms，這時(shí)報(bào)警電路就會(huì)不顧充電器中主要儲(chǔ)能電容C的充電狀態(tài)而輸出一個(gè)充電器失效的警報(bào)信號(hào)，在這種情況下OC是關(guān)斷的，如果輸入充電器失效，會(huì)引起R1和OC1供電失效。

只要C1上電壓值超過指定的較短保持時(shí)間所要求的較小值，那么齊納二極管ZD將導(dǎo)通且Q1也導(dǎo)通。在每個(gè)半波周期內(nèi)，加在R1上的充電器電壓超過幾伏時(shí)OC1就導(dǎo)通給C2提供了一個(gè)放電脈沖，阻止了C2充電到PZ1的2。5V參考電壓。在2。5V時(shí)，PZ和Q1都將導(dǎo)通而輸出一個(gè)故障信號(hào)，只要C1上的電壓在指定的較小電壓之上而且充電器沒有失效，那么這個(gè)重復(fù)的脈沖放電行為就會(huì)一直持續(xù)。

如果輸入充電器電壓失效，或者C1上的電壓下降到引起持續(xù)低電壓故障規(guī)定的維持ZD2導(dǎo)通的較小值以下，Q1和OC1保持關(guān)斷，C2脈沖放電也會(huì)停止。接下來，C2開始充電，使得PZ1和Q2導(dǎo)通，輸出供電故障報(bào)警信號(hào)。如果OC1的關(guān)斷時(shí)間超過3ms就會(huì)報(bào)警。延時(shí)時(shí)間可以很好地確定，即從OC1關(guān)斷到充電器通過R4對(duì)C2充電到PZ1的門檻電壓2。5V之間的時(shí)間。在此電壓時(shí)PZ1導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)Q2導(dǎo)通，產(chǎn)生一個(gè)供電故障的高電平信號(hào)，整個(gè)過程都屬于延時(shí)時(shí)間。

如果發(fā)生供電故障，即使C充了電，Q1仍保持導(dǎo)通，沒有供電給R1和OC1，也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)報(bào)警信號(hào)。該電路能對(duì)供電故障快速響應(yīng)和提前報(bào)警，充電器不需要太長(zhǎng)的保持時(shí)間。

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開關(guān)電源工作原理