欠压保护电路设计图文分享-KIA MOS管

欠压保护电路作用

欠压保护是指用电器在输入电压达不到工作电压时，会切断输入电压，有效保护用电器不因低电压而反复起动导致损坏。当输入电压正常后，用电器自动恢复正常工作。

由于短路故障等原因，线路电压会在短时间内出现大幅度降低甚至消失的现象。它会给线路和电器设备带来损伤。例如：使电动机疲倒、堵转，从而产生数倍于额定电流的过电流，烧坏电动机；当电压恢复时，大量电动机的自起动又会使电动机的电压大幅度下降，造成危害。

引起电动机疲倒的电压称为临界电压 。当线路电压降低到临界电压时，保护电器的动作，称为欠电压保护，其任务主要是防止设备因过载而烧毁。当本路电压 低于临界电压保护电器才动作的称为失压保护，其主要任务是防止电动机自起动。

欠压保护电路设计分析

下列是原理图，标注有宽电压输入经过电容共模电感，TVS管。这是常见的输入电源处理，当然也会有防反接保护，D9的作用是保证MOS管GS电压不会太高，一般最高25伏左右，临界导通电压4伏，也就是说9.1V肯定处于饱和导通状态。

一、当电压由零伏上升时到达12V左右，Q2导通，D9导通导致Q5导通电源打开了，当电压一直上升，Q2和D9状态不变，然而当D6随着电压上升，导通电流达到Q4饱和电流，Q5的导通偏置电压拉低，MOS管关闭。电源没有输出。

二、当电压又恢复到12V到60伏。Q2正常导通，Q4截止。MOS正常导通。当然要注意R17，R18电阻的功率。行为输入电压升高他的功率也会增加。

在保护电压的临界点附近，会出现保护和正常工作的反复振荡。

比如保护电压是12V，当电压上升到12V时，保护电路开启输出，这里由于负载的增加，12V电压稍有一点电压的跌落，可能就几十mV的跌落，保护电路又关闭输出。

从而在临界点附近就出现了关闭/开启的快速振荡，可能造成设备的损坏。

为了解决这个问题，我们需要设计一个具有迟滞效应的保护电路。

可以用迟滞比较器来实现，迟滞比较器可以通过比较器的输出正反馈实现，比如比较器的比较基准电压是2.5V，滞回范围是0.5V。

则当输入电压从0V上升到2.5V时，比较器输出低，比较基准电平下降为2.25V。

此时，输入电压稍有跌落，只要不低于2.25V，就不会再输出高．

当输入电压从高电平下降到2.5V，比较器输出高，比较基准电平上升为2.75V．

此时，输入电压稍有上升，只要不高于2.75V，就不会再输出低．

根据上面的分析，利用迟滞比较器设计以下的欠压保护电路：

D1是2.5V稳压二极管，可以用高精度的TL431替换．

U1A是运放LM339，输出高时为开漏，所以输出通过R4上拉至电源，

R3是正反馈电阻，用于实现迟滞效果．

可调电阻R8用来调节保护电压，如果12V的保护电压，可以将可调电阻的比例设置为20%左右．

Q1的用来做开关控制用的PNP三极管，如果负载电流大，可以用PMOS替换．

如果我们把可调电阻的比例设到20%，比较基准电压为2.5/20%=12.5V

根据电压叠加原理，当比较器输出低时，2.5V稳压值在同相端的分压为,2.47V．

对应电源电压为2.47/20%=12.35V．

当比较器输出高时，电源电压为12V，同相端的电压大概为2.585V．

对应电源电压为12.9V．

也就是当电源电压从0Ｖ上升，到12.9V以上时，Q1导通，电源打开，负载开始工作．当电源电压从12.9V以上，下降到12.35V以下时，Q1截止，电源关闭，负载结束工作．

所以该电路的滞回范围为12.9-12.35=0.55V．

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