動態(tài)供電故障報警電路

更為復(fù)雜的動態(tài)供電故障報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，考察幾種普通報警技術(shù)的一些優(yōu)點與缺點是很有用的。

圖所示的兩種電路對上述各類故障都能提供完善的故障報警功能。

在第一個例子中，充電器變換器儲能電容器C1和C2上的直流分壓與一個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間時所對應(yīng)的分壓值時，放大器A1的輸出變高，給光耦提供驅(qū)動，產(chǎn)生故障報警，即報警電路的輸出端變?yōu)榈汀?

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

對于充電器來說，當(dāng)電壓等于或者大于指定的最小工作充電器電壓時不應(yīng)報警，所選的報警電壓必須低于最小的直流電壓，一般此直流電壓定義為在滿載時最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電容和大額定電流值的輸入元件，而這會使得充電器變得更大且更昂貴。

再者，這個較復(fù)雜的電路設(shè)計，有可能在處理第二類故障的持續(xù)低電壓故障情況時會產(chǎn)生一個假的供電故障報警。在持續(xù)低電壓故障繼續(xù)一段時間后充電器恢復(fù)正常，在充電器恢復(fù)前，電容電壓降到低于最小警報電壓值就會引起故障信號。很清楚，在這種情況下只要儲能電容上的能量達(dá)到一個臨界值，那么就只能產(chǎn)生一個故障信號。盡管在最后輸出故障前充電器可能恢復(fù)，但在此刻必須產(chǎn)生一個故障信號，因為系統(tǒng)根本就不知道充電器會及時地恢復(fù)。

該報警電路設(shè)計有一個優(yōu)點，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不會引起故障報警，因為儲能電容不會在短時間內(nèi)快速的放電到臨界電壓。另外一個優(yōu)點就是，在輕負(fù)載、高輸入電壓時，在電容放電到臨界電壓以及供電故障報警產(chǎn)生之前，有個較長的延時。

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

圖顯示的是一個與前述動態(tài)系統(tǒng)有類似優(yōu)點的電路，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提供一個單向的選加正弦波輸入給由R1、ZD1組成的分壓支路。同時這個輸入電壓也加到二極管D5上。

峰值交流輸入電壓經(jīng)過D3整流后就會把能量存儲在電容器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還是會在每個周期的一小段時間內(nèi)。

如果Q1關(guān)斷時間超過3ms，就會產(chǎn)生故障報警。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，這時報警電路就會不顧充電器中主要儲能電容C的充電狀態(tài)而輸出一個充電器失效的警報信號，在這種情況下OC是關(guān)斷的，如果輸入充電器失效，會引起R1和OC1供電失效。

只要C1上電壓值超過指定的最短保持時間所要求的最小值，那么齊納二極管ZD將導(dǎo)通且Q1也導(dǎo)通。在每個半波周期內(nèi)，加在R1上的充電器電壓超過幾伏時OC1就導(dǎo)通給C2提供了一個放電脈沖，阻止了C2充電到PZ1的2。5V參考電壓。在2。5V時，PZ和Q1都將導(dǎo)通而輸出一個故障信號，只要C1上的電壓在指定的最小電壓之上而且充電器沒有失效，那么這個重復(fù)的脈沖放電行為就會一直持續(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)通的最小值以下，Q1和OC1保持關(guān)斷，C2脈沖放電也會停止。接下來，C2開始充電，使得PZ1和Q2導(dǎo)通，輸出供電故障報警信號。如果OC1的關(guān)斷時間超過3ms就會報警。延時時間可以很好地確定，即從OC1關(guān)斷到充電器通過R4對C2充電到PZ1的門檻電壓2。5V之間的時間。在此電壓時PZ1導(dǎo)通，驅(qū)動Q2導(dǎo)通，產(chǎn)生一個供電故障的高電平信號，整個過程都屬于延時時間。

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，也會產(chǎn)生一個報警信號。該電路能對供電故障快速響應(yīng)和提前報警，充電器不需要太長的保持時間。

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開關(guān)電源工作原理