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输出过压保护电路的原理输出过压保护电路的作用是：当输出电压超过设计值时，把输出电压限定在一安全值的范围内。当开关电源内部稳压环路出现故障或者由于用户操作不当引起输出过压现象时，过压保护电路进行保护以防止损坏后级用电设备。

输出过压保护电路的原理

输出过压保护电路的主要作用是在输出电压超过设计值时，将输出电压限制在一个安全范围内，以防止损坏后级用电设备。当开关电源的稳压环路出现故障或用户操作不当时，过压保护电路会启动，确保系统安全。

过压保护电路的工作原理

电压采样：

输出电压通过分压电阻网络R1 和 R2进行采样，生成采样电压 Vfb。

采样电压的计算公式为：

电压比较：

采样电压 Vfb 与参考电压 Vref 进行比较。

如果 Vfb 超过 Vref，比较器或保护电路触发。

保护动作：

限制输出电压：通过调整PWM控制器的占空比，降低输出电压。

切断输出：直接关闭PWM控制器或触发保护器件（如可控硅），停止电源输出。

常见的过压保护电路类型

保护电路分析

1. 可控硅触发保护电路

工作原理：

当输出电压超过设定值时，采样电压触发可控硅SCR导通。

可控硅导通后，将输出电压短路或拉低，触发保险丝熔断或关闭电源。

优点：

响应速度快，保护可靠。

缺点：

可控硅导通后需手动复位。

如上图，当Uo1输出升高，稳压管(Z3)击穿导通，可控硅(SCR1)的控制端得到触发电压，因此可控硅导通。

Uo2电压对地短路，过流保护电路或短路保护电路就会工作，停止整个电源电路的工作。当输出过压现象排除，可控硅的控制端触发电压通过R对地泄放，可控硅恢复断开状态。

稳压二极管保护电路

工作原理：

在输出端并联稳压二极管Zener二极管。

当输出电压超过稳压二极管的击穿电压时，稳压二极管导通，限制输出电压。

优点：

简单、成本低。

缺点：

适用于小功率场合，稳压二极管的功耗较大。

PWM控制器保护

工作原理：

通过反馈电路将过压信号传递给PWM控制器。

PWM控制器调整占空比或直接关闭输出。

优点：

集成度高，无需额外器件。

缺点：

依赖于PWM控制器的可靠性。

光耦隔离保护电路

工作原理：

使用光耦将过压信号传递到初级侧，触发保护动作。

优点：

电气隔离，安全性高。

缺点：

成本较高，电路复杂。

如上图，当Uo有过压现象时，稳压管击穿导通，经光耦(OT2)R6到地产生电流流过，光电耦合器的发光二极管发光，从而使光电耦合器的光敏三极管导通。

Q1基极得电导通，3842的③脚电降低，使IC关闭，停止整个电源的工作，Uo为零，周而复始。

输出限压保护电路

输出限压保护电路如下图，当输出电压升高，稳压管导通光耦导通，Q1基极有驱动电压而道通，UC3842③电压升高，输出降低，稳压管不导通，UC3842③电压降低，输出电压升高。周而复始，输出电压将稳定在一范围内(取决于稳压管的稳压值)。

输出限压保护电路的工作原理

输出限压保护电路的作用是在输出电压超过设定值时，通过反馈机制将输出电压限制在一个安全范围内。以下是该电路的详细工作原理：

电路组成

稳压管（Zener Diode）：

用于设定输出电压的上限值。当输出电压超过稳压管的击穿电压时，稳压管导通。

光耦（Optocoupler）：

实现电气隔离，将次级侧的过压信号传递到初级侧。

晶体管（Q1）：

作为开关器件，控制UC3842的反馈引脚电压。

UC3842 PWM控制器：

根据反馈信号调整PWM占空比，控制输出电压。

工作原理

正常工作时：

输出电压 V out

  低于稳压管的击穿电压，稳压管不导通。

光耦不工作，Q1截止，UC3842的③脚电压由其他反馈电路控制，输出电压保持稳定。

输出电压升高时：当 V out  超过稳压管的击穿电压，稳压管导通。

光耦的发光二极管导通，光敏晶体管随之导通。

Q1基极获得驱动电压而导通，UC3842的③脚电压升高。

UC3842检测到③脚电压升高后，减小PWM占空比，降低输出电压。

输出电压降低时：

当 V out  降低到稳压管的击穿电压以下，稳压管截止。

光耦停止工作，Q1截止，UC3842的③脚电压降低。

UC3842增大PWM占空比，提高输出电压。

动态平衡：

通过上述过程，输出电压在稳压管的击穿电压附近动态调整，保持在一个稳定的范围内。

开关电源输出过压锁死电路

输出过压锁死电路是一种保护机制，当开关电源的输出电压超过设定值时，电路会立即锁定并停止输出，以防止损坏后级设备。与动态限压保护不同，过压锁死电路在触发后会保持锁定状态，直到电源重启或手动复位。

过压锁死电路

电压采样：

输出电压通过分压电阻网络R1 和 R2进行采样，生成采样电压 Vfb 。

采样电压的计算公式为：

电压比较：

采样电压 V fb  与参考电压 V ref  进行比较。

如果 V fb  超过 V ref ，比较器或保护电路触发。

锁死动作：

触发锁死电路（如可控硅或锁存器），将PWM控制器的使能引脚拉低，关闭PWM输出。

电源停止工作，输出电压降为0V，直到电源重启或手动复位。

常见的过压锁死电路实现方式

可控硅锁死电路

工作原理：

当输出电压超过设定值时，采样电压触发可控硅（SCR）导通。

可控硅导通后，将PWM控制器的使能引脚拉低，关闭电源输出。

可控硅保持导通状态，直到电源重启。

优点：

响应速度快，保护可靠。

缺点：

需要手动复位或重启电源。

图1的工作原理是，当输出电压Uo升高，稳压管导通，光耦导通，Q2基极得电导通，由于Q2的导通Q1基极电压降低也导通，Vcc电压经R1、Q1、R2使Q2始终导通，UC3842③脚始终是高电平而停止工作。

在图1中，UO升高U1③脚电压升高，①脚输出高电平，由于D1、R1的存在，U1①脚始终输出高电平Q1始终导通，UC3842①脚始终是低电平而停止工作。

总结：

开关电源的输出过压保护电路旨在防止输出电压超过设定值，保护后级设备免受损坏。常见的过压保护电路包括可控硅触发保护、稳压二极管保护、PWM控制器保护和光耦隔离保护等。可控硅触发保护通过导通可控硅短路输出，响应速度快但需手动复位。稳压二极管保护简单低成本，适用于小功率场合。PWM控制器保护集成度高，但依赖控制器可靠性。光耦隔离保护提供电气隔离，安全性高但成本较高。输出限压保护电路通过稳压管和光耦动态调整PWM占空比，将输出电压限制在安全范围内。过压锁死电路在过压时锁定输出，直到电源重启或手动复位。这些保护电路通过电压采样、比较和反馈机制，确保开关电源在各种异常情况下安全运行，防止设备损坏。