简单的过热保护电路图大全(五款简单的过热保护电路设计原理图详解)

保护电路图

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描述

简单的过热保护电路图(一)

原理电路

是以电机过热保护为例,由PTC热敏电阻和施密特电路构成的控制电路。图中,RT1、RT2、RT3为三只特性一致的阶跃型PTC热敏电阻器,它们分别埋设在电机定子的绕组里。正常情况下,PTC热敏电阻器处于常温状态,它们的总电阻值小于1KΩ。此时,V1截止,V2导通,继电器K得电吸合常开触点,电机由市电供电运转。当电机因故障局部过热时,只要有一只PTC热敏电阻受热超过预设温度时,其阻值就会超过10KΩ以上。于是V1导通、V2截止,VD2显示红色报警,K失电释放,电机停止运转,达到保护目的。

过热保护电路

主要元器件选择PTC热敏电阻的选型取决于电机的绝缘等级。元件的标准外形尺寸见图。通常按比电机绝缘等级相对应的极限温度低40℃左右的范围选择PTC热敏电阻的居里温度。例如,对于B1级绝缘的电机,其极限温度为130℃,应当选居里温度90℃的PTC热敏电阻。(过热保护用PTC热敏电阻)

过热保护电路

继电器K的选择取决于电机的容量,图2.3.1中的是JRX-13F,触点负载0.5A,适合小型电机。RP应选带锁紧机构的电位器。

简单的过热保护电路图(二)

对于大功率等级电源,过热保护也是必须要求的。过热保护的形式有很多种,常用的电路:

过热保护电路

一、关断电源,即温度降低以后,电源恢复工作。

二、不关断电源,而是改善电源内部的通风条件。

特别注意:在实际设计和调试中,应当将R1放于热应小且发热量较大的器件处。

1、过热关断电路

过热保护电路

V:一稳定的直流电压

正常时V×R2/(R1+R2)≤0.7V

R1:为负温系数的热敏电阻

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

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。

2、温控风机调速电路

过热保护电路

Vin:为略大于最高输入电压。

如AC/DC则滤波电容后取正常时V×R2/(R1+R2)≤0.7V

R1:为负温系数的热敏电阻

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:稳定电压,可利用芯片的基准脚。如3842的8pin

Q1:为NPN的且能过大电流的达令顿管即可。如TIP31C

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。

简单的过热保护电路图(三)

半导体热敏开关器件“热晶闸管”在超温保护方面有重要作用。它可以用作温度指示电路。根据p型控制栅热晶闸管(TT102)的特性,由RT〔见图8(a)〕值确定该器件的导通温度,RT越大,导通温度越低。当将其放置功率开关三极管附近,或在电源装置内时,它就能起到温度指示作用。当功率管的管壳温度或者装置内部的温度超过允许值时,热晶闸管就导通,使发光二极管发亮告警。

倘若配合光电耦合器,就可使整机告警电路动作,保护开关稳压器。它亦可以象图8(b)那样用作功率晶体管的过热保护,晶体开关管的基极电流被n控制栅型热晶闸管TT201旁路,开关管截止,切断集电极电流,防止过热。

过热保护电路

(a) 采用P型热晶闸管 (b) 采用n型热晶闸管

图8 过热保护

简单的过热保护电路图(四)

若电路中没有过载保护装置,一旦电动机过载,往往容易烧坏。下图的电路是一款带有过载保护的电动机单向旋转控制电路。电路中以热继电器作保护装置,它的发热元件串联在电动机电路中,其常闭触点串联在接触器的线圈电路中。

过热保护电路

电动机在运行中由于过载而电流增大时,热继电器的发热元件产生的热量,使检测元件受热弯曲,热继电器的常闭触点断开,切断接触器的电源,电动机断电停止,从而起保护作用。

简单的过热保护电路图(五)

过热保护电路在芯片温度过高时将大功率管关断,在阈值温度点需要较高的温度灵敏度,因此,大多数是基于比较器设计的。图1是过热保护电路原理图。

过热保护电路

图1所示的过热保护电路由温度探测电路和比较器电路构成,该电路三极管Q的导通电压VBE具有负温度特性,并且工作在亚阈值区的MOS管产生具有正温度系数的电流I1和I2。随着工作温度的升高,VBE越来越小,而电阻上的电压随着电流的升高越来越大。当VBE《VR3时,比较器输出发生翻转,VOUT输出为低电平,关断主要功耗电路,使芯片发热量降低,这个过热保护的比较器有较高的分辨率,在高温下也能稳定工作,但无疑增加电路的功耗,而且利用工作在亚阈值区的MOS管产生的与绝对温度成正比的PTAT电流精度不高,易受电源电压影响,过热保护电路不够稳定。

本文的过热保护电路是在带隙基准电路基础上设计的,使用带隙基准电路的偏置电压作为过热保护电路偏置,且在电路中优化了比较器电路,使得电路结构简单且性能稳定,较易在版图上实现。过热保护电路如图2所示。

过热保护电路

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