多种保护功能电源电路的设计

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多种保护功能电源电路的设计

       在工业控制中,用电设备通常使用三相LED电源作为工作电源。但工作电源经常会受到各种因素的干扰， 从而产生电压波动，造成过、欠电压等状况。如设备或电器长期工作在该环境中，会受到极大程度的损坏。因此，电源保护器要能对过压、 欠压进行有效保护；此外，其还应具备相序鉴别保护功能，以确保用电设备能在各种条件下正常安全地运行。
保护分析
 

       如图1所示，过压最小值与欠压最小值之间通常被称为正常工作电压 （也称正常电压工作带）。电器的工作电在此范围内波动，如达到过压或欠压设定值时，则保护器开始进行保护。1过压保护状态① 时序图分析当保护器工作电压处在正常工作带时，工作保护触点吸合。如工作电压值超出过压设定值时，吸合工作触点进入设定的延时保护状态。待延时结束后，工作触点释放，由接通变至断开状态，直至工作电压重新回至正常电压工作带。
      ② 工作原理分析

       如图3所示，欠压保护机理与过压保护非常相似。RP4是欠压保护设定电位器，I C4 三端稳压电压输出电压经RP4分压后通过R17加至IC1B⑥端， 与⑤端电压值比较。此时，过压保护基准设定电位器RP1处于欠压状态， RP1取样电压值也随之下降，使得IC1B中V⑤＜V⑥，则IC1B输出端⑦输出 “0”电平，从而将IC2⑥端MR手动控制端置为“0” ， IC2输出端⑧端处于延时工作状态。在过欠压保护电路设计上，为保证保护线路准确可靠地进行过压或欠压保护，将过欠压设定基准（RP1设定）电压分别接至 IC1A反相输入②端和IC1B同相输入⑤端， 从而保证了过压或欠压保护的唯一性。另外在电路中增加了VD4、VD3 以保证在相应反馈回路中，如出现过压或欠压状态， 工作单元能可靠地工作；加入 IC2 中⑥端的 VD1、VD2、VD5构成了“与”门电路，实现了过压、欠压、灵敏度等保护功能。3正常工作状态当保护器外接工作电源在正常电压下工作时，无欠压或过压发生。 IC1A输出端①和IC2B输出端⑦均为 “1” 电平，使得IC2⑥端为“1” ，输出端⑧处于延时工作状态 （输出高电平）， 直到下一次过压或欠压情况发生。
        4相位灵敏度保护
       在保护器处于正常工作带时（此时三相电源为正相序L1、L2、L3） ，如灵敏度超出设定值， 保护器工作触点进入延时保护状态，直至延时保护触点断
开。 当检测的电压值逐渐小于设定值且低于最小值时， 工作保护触点重新开始接通。在保护器LED电源输入端⑤、⑥、⑦串接相应的RC移相电路（R4、 RP9、 C11、RP10、 R5、 R3） 。调整相应电位器RP9、RP10，使加至整流桥输入端M、Q的电压为确定值（在保护器工作电源处于额定电压下进行调整）。如工作电压有波动，则由相应RC移相电路使整流桥电压输入端电压发生变化，从而使 IC3A②端电压Vcc也发生变化。在取样电路中加入V1稳压管，则保证电压检测值不得超过V1稳压值。如超出，则IC3A中V③＜V②， 输出①端为 “0” ，并使IC3B⑤端电平“0”（C6经R28放电，电平下降） ；同时，IC3B输入端V⑤＜V⑥（V⑥电平由R24、R23分压取得） ，输出端⑦亦为 “0” ，使IC2⑥端电平为 “0” ，产品处于保护状态。相位灵敏度的调整电路由 R P2 、RP5组成，其将设定的电压值由R26加至IC3A同相输入端③， 与经RC移相处理后所产生的 Vcc 比较。通常情况下，Vcc电压值应小于V1稳压值。当IC3A中V③＞V②时， IC3A输出①端为 “1” ，保证 IC3B中 V⑤＞V⑥（V⑤电压经VD7向C6快速充电） ， 输出端⑦为 “1” ，使IC2⑥端为“1” ，则相位灵敏度保护不工作。
        5相序保护
       ①工作时序图分析在保护器电压处于正常工作带时，且工作电源端所加电压相序（L1、L2、L3）为正相序，工作保护触点吸合。如L1电压呈断相状态时，则其余两相呈过压状态，保护器也随之进入保护状态。当L1相又重新恢复供电， 且加入电压的L1、 L2、 L3都在其规定的正常工作带范围内时，保护触点6又重新开始吸合工作。当加入工作电源输入端由L1、L2、L3变为L2、L1、L3或L3、L2、L1 时，因相序发生变化， 保护器的保护触点都