短路保护电路设计

文摘   2024-07-13 14:46   江苏  
电子技术与液压的融合越来越密切,搞液压的同行不仅要了解液压的专业知识,还需要了解电子/电控的基本知识,这样在工作中可以通观全局,快速判断和定位故障,也有助于更好的设计系统。

今天给大家分享一个非常好的电路设计,尤其是在比例阀电路板设计中,非常有帮助。比例阀驱动电流较大,一般为安培级,稍有不慎就容易损坏元器件,导致电路短路。而这种电路的电流往往非常大,如果不加以预防,可能会损坏整个电路板。

以下分析的电路有三大功能:短路保护、欠压保护、防反接保护

在分析三大功能之前,先简要分析一下电路的工作原理:

当电路上电的瞬间,电流经过R1R2给电容C1充电,此时R1R2有电流流过,Q2的基级此时也会有电流流过,Q2导通;电源经过R4加压在Q1的栅极,此时GS电压大于MOS管的开通电压,MOSQ1导通,整个回路导通;当电容C1上充满电后,电容上不再有电流流过。此时Q2会截止吗,并不会。当电容C1充满电后,电流会经过二极管,到达三极管Q3的射级,此时Q3的射级会反偏,类似于稳压管,但是Q3并不会损坏。需要注意的是,并不是反偏就会损坏,只要在允许范围内,三极管还是可以保持正常工作的。此时Q2的基级依然会通过R2、二极管和三极管的射级流向地,Q2依然可以保持导通,相应的,MOSQ1也会保持导通。

短路保护

假设当电路中某个元器件损坏后,电路短路,此时Vout会被拉到接近地,这时三极管Q2就会截止(发射结不再满足正偏要求)。Q2如果截止,则MOS管的栅极电压就为0VMOSQ1截止。电流就不再形成回路。可以有效保护电路板。

二欠压保护

当供电电压不足时,电容C1的上端电压就会降低,要想有电流经过二极管和三极管Q3,电容上的电压必须大于二极管的导通电压0.7V+三极管射级的反偏电压。如果不满足此条件,则Q3就会截止,此时Q2的基级没有电流流过,Q2截止,相应的,MOSQ1截止。整个电流不再形成回路。

防反接保护

如果电路的正负级接错了,此时会有微弱的漏电流经过MOS管流向Q2的集电极,但是由于不满足导通条件,此时Q2是截止的,mOSQ1也截止,只能通过体二极管流经微弱的电流,电路不能正常工作。

以上电路设计非常巧妙,也非常有用。如果电路没有以上保护,无异于裸奔,随便一个小故障,可能导致整块电路板毁灭性的破坏。


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