保护电路

电工技术学术语

鉴于电源电路存在一些不稳定因素，而设计用来防止此类不稳定因素影响电路效果的回路称作保护电路。比如有过流保护、过压保护、过热保护、空载保护、短路保护等。

简介

在供电系统中，最容易发生的故障是短路，过载，接地和雷击等。为了保证供电系统能够安全可靠地运行，必须安装保护装置，以便监视供电系统的工作情况，及时发现故障并切断故障设备的电源，防止事故扩大。保护电路一般是由各种继电器、信号指示装置等元件组成。

类型

电力电子开关器件在选用时要留有一定的裕度，确保器件的安全可靠使用。同时还必须有保护电路，防止故障发生造成器件损坏。保护电路主要包括过流保护，过压保护及过热保护。

过流保护

过流保护通过在电路中串联快速熔断器实现，适用于晶闸管和GTO，因为它们有较高的浪涌电流承受能力。对于MOSFET、GTR、IGBT，由于它们承受过流能力很低，因而必须有专门的过流保护电路，并要求过流保护电路在瞬间完成过流检测、信号传送，保护动作，在微秒级时间内将电流限定在过载能力以内。目前常用的方法有：监控法，霍耳电流传感器保护法。

过压保护

多种原因会导致电力电子电路产生过电压，如开关器件的关断、电源开关的合断等。由于电路中的寄生电感的存在，各种原因导致的电流突变就会产生电压尖峰，从而造成过电压。压敏元件是实现过压保护的主要方法，主要包括压敏电阻和抗雷击瞬态电压抑制器。当端电压超过某一值时，压敏电阻就会急剧减小，从而将瞬态过电压抑制。

过热保护

电力电子开关器件在工作时自身会消耗功率，如导通损耗、开关损耗等，这些损耗转换为热量，会使器件的结温升高，导致器件工作不正常，甚至导致器件损坏。因此，在器件工作时，必须及时将产生的热量散发出去，保证器件温度在一个合适的范围内，这就是散热设计的主要内容，它是电力电子电路设计的一个重要部分。

多种保护电路

线路保护电路

电流保护电路：供电线路常用的电流保护主要有定时限过电流保护、反时限过电流保护、过电流和速断保护、差动保护等。

电动机保护电路

电动机经常发生的故障有短路、过载、接地三种。通常采用熔断器、自动空气开关、热继电器、电流继电器、电压继电器等元件，组成过电流保护、低电压保护、断相保护等电路，对电动机进行保护。

防雷保护电路

为了防止供电系统的雷击损坏，通常采剧避雷针、避雷线、避雷器进行防雷保护。

锂电池保护电路

由两个场效应管和专用保护集成块S--8232组成，过充电控制管FET2和过放电控制管FET1串联于电路，由保护IC监视电池电压并进行控制，当电池电压上升至4.2V时，过充电保护管FET2截止，停止充电。为防止误动作，一般在外电路加有延时电容。当电池处于放电状态下，电池电压降至2.55V时，过放电控制管FET1截止，停止向负载供电。过电流保护是在当负载上有较大电流流过时，控制FET1使其截止，停止向负载放电，目的是为了保护电池和场效应管。过电流检测是利用场效应管的导通电阻作为检测电阻，监视它的电压降，当电压降超过设定值时就停止放电。在电路中一般还加有延时电路，以区分浪涌电流和短路电流。

因为Li+电池过充或过放可能会导致爆炸并造成人员伤害，所以使用这类电池时，安全是主要关心的问题。因此，商用锂离子电池组通常包括象DS2720这样的保护电路。DS2720提供了可充电Li+电池所需的所有保护功能，如：在充电时保护电池、防止电路过流、通过限制电池的放电电压延长电池寿命。

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