输入保护电路

交流输入回路包括输入保护电路和EMC抑制电路等。输入保护电路是对交流输入回路中的过流、过压保护以及限流作用；EMC抑制电路有两方面的作用：一是抑制外部干扰信号通过电网进入电源系统；二是抑制电源内部产生的干扰信号进入电网，避免对其它电器设备及显示器和微机本身的干扰。

　　电源的输入保护电路
　　输入保护电路由保险丝、反极性保护二级管、输入电容、瞬态抑制二极管等组成，常用的输入保护电路如图1所示。

 

　　（1）保险丝

　　模块输入端的保险丝提供安全保护，一般保险丝规格可选取1.5~2倍的额定输入电流，如果模块的输入电压范围相当宽，保险丝应该选择2倍的最大输入电流。

　　是否选择一个快速熔断的保险丝取决于具体的应用。一般情况下一个普通的保险丝能提供足够的保护，模块内部可以处理短路时的一些瞬态错误，但在热备份的应用中，推荐使用快速保险丝，以防失效的模块将输入母线短路。

　　（2）输入电容

　　在模块的输入端应加装一只电解电容，这个电容有两个作用：

　　①吸收模块输入端的电压尖峰

　　②在输入母线上出现电压瞬态时(因短路或意外导致的电压瞬间跌落)，给模块提供一定时间的维持电压。选择电容时，除考虑脉动电流和电压外，应该选择低等效串联电阻(ESR)的电容。

　　（3）输入瞬态过压保护

　　输入瞬间过压保护可加装一支瞬态抑制二极管或瞬态吸收器(压敏电阻)，用于抑制一次电源产生的高压尖峰，以保护输入端的安全可靠。这只二极管或压敏电阻应放在电解电容前面。对于较大能量的瞬态电压有必要接一个LC滤波器(L1和C1)。LC滤波器对瞬态能量有积分作用，而瞬态抑制二极管能削减尖峰电压。L2为共模滤波电感，滤除输入端的共模噪声。瞬态保护在低压时选用二极管，高压时选用压敏电阻。

　　（4）反极性保护

　　为了防止模块在输入线接错时，模块承受反向电压，在输入端安装一只二极管，这只二极管可串联或并联在输入回路(图中虚线所示位置)。如果使用瞬态抑制二极管作为瞬态过压保护，则省略串联的二极管，同样可起到反极性保护的作用。

　　（5）Y电容器

　　推荐安装Y电容，以降低共模噪音，Y电容的中心接模块外壳并与系统保护地相连。

　　模块电源的输入保护电路
　　一般模块电源产品都有内置滤波器，能满足一般电源应用的要求。如果需要更高要求的电源系统，应增加输入滤波网络。可以采用LC或π型网络，但应注意尽量选择较小的电感和较大的电容。

　　为了防止输入电源瞬态高压损坏模块电源，建议用户在输入端接瞬态吸收二极管并配合保险丝使用，以确保模块在安全的输入电压范围之内。为了降低共模噪声，可以增加Y(Cy)电容，一般选择几nf高频电容。R为保险丝，D1为保护二极管，D2为瞬态吸收二极管(P6KE系列)。

　　开关电源的保护电路
　　（1） 基本保护电路

 

　　FU为保险丝，用作开关电源的过电流保护。

　　RV1～RV3均为氧化锌压敏电阻，主要用来抑制瞬态过电压，即我们在开关电源设计中所说防雷击的要求。

　　NTC是负温系数的热敏电阻，用来抑制接通电源瞬间的浪涌电流冲击。一般来说，它只用于300W以下的电源。对于功率等级较高的，多采用电阻限流法、电感限流法等。

　　电阻限流法：将NTC元件换成电阻，另通过继电器接点来短电阻。如图3所示，还有许多与此相关或相似的电路。

 

　　（2） 输入过压保护

 

　　Vin:为略大于最高输入电压。如AC/DC则滤波电容后取

　　Vin×R2/(R1+R2)≥0.7V

　　C1:取104J63或小容量铝电解电容，目的是防止外界干扰误动作

　　Vref：为芯片的基准脚。如3842的8pin

　　Q1：为NPN的达令顿管即可。如2N4401

　　（3） 输入欠压保护

 

 

　　此电路仅相当于一个反向器电路

　　Vin:为略低于最低输入电压。如AC/DC则滤波电容后取

　　Vin×R3/(R1+R2＋R3)≤0.7V

　　R4:＜＜Q1的判断时的阻值

　　Vref：为芯片的基准脚。如3842的8pin

　　Q1、Q2：为NPN的达令顿管即可。如2N4401

　　注：采用运放来做亦可，但原理相通。如有机会将多列出此类电路。

　　集成运放器件的输入保护电路
　　当输入的差模电压或共模电压超过规定值时，会造成内部输入级工作不正常，甚至损坏输入级。可采取　　图6所示利用二极管D1、D2和电阻R1构成的双向限幅电路来进行输入保护。