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功率放大器的保护电路

发布时间:2011/10/10 14:14:58 访问次数:2401

    在电子控制电路中,末级的功率放大器往往要推动接触器、继电路、电磁阀门等电感性负载。在切断这些电感性负载时会产生感应过电压,因而可能击穿三极管,为此需采取保护措施。常用的保护元件有二极管和电容,还有稳压管、电阻等。 

    (1)采用二极管和电容保护的电路对于图l-3(a),其二极管VD的选择要求二极管最高反向工作电压UR>Ec,额定正向电流IF≥Izmax(Izmax为最大负载电流)。
    对于图1-3 (b),其电容C的选择应满足:电源合闸瞬间(电容相当于短路),充电电流应小于三极管集电极最大允许电流Icm。若不能满足,可串接一个限流电阻。同时还要考虑防止电容、电感可能产生自激振荡。

            
    (2)功率放大器连接白炽灯泡时的保护电路  白炽灯泡灯丝的冷态电阻要比点亮后的热态电阻小8~10倍,因而放大器接通灯泡的瞬间,其电流要比热态电流大8~10倍。如果根据灯泡的标称功率(热态功率)计算出的热态电流来选择三极管的工作电流,则在接通灯泡的瞬间,可能会损坏三极管,这时需采取限流措施。
    ①当输入信号较强时,采用单管电路,其保护电路如图1-4所示。混合式效果更好。
    限流电阻R的计算如下。
    对于图l-4(a):方法一,灯泡采用比电源电压Ec低一级的电压,其差值则由R降压;方法二,串联电阻压降按0.lEc来选择,其电阻R能降低灯泡的工作电压,该方法可提高灯泡的使用寿命。
    对于图l-4(b):当三极管VT截止时,R与灯泡串联,使灯泡上的电压降约为(0.1~0.2)Ec,灯泡中流过少量预热电流但又不点亮。
    对于图1-4 (c):具有图1-4 (a)和(b)的优点,所以效果更好。

                  
    ②当输入信号较弱时,采用复合管电路,其保护电路如图1-6所示。
    选择限流电阻的方法与单管电路类似。对于电源电压为6V,三极管采用3AG71和3AX81时,其电阻数值如图所示。
    对于图l-6(a),由于灯泡点亮后灯丝电阻约为40W(对6V、150mA灯泡),因此Ri串人后灯泡电压稍降低一些,但对亮度影响不大;对于图1—6(b),当三极管截止时,灯泡中流过的电流近似等于Ec/R2=6/200=30mA,这样大小的电流是不会使灯丝发光的。

            


   

 

 

 

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    在电子控制电路中,末级的功率放大器往往要推动接触器、继电路、电磁阀门等电感性负载。在切断这些电感性负载时会产生感应过电压,因而可能击穿三极管,为此需采取保护措施。常用的保护元件有二极管和电容,还有稳压管、电阻等。 

    (1)采用二极管和电容保护的电路对于图l-3(a),其二极管VD的选择要求二极管最高反向工作电压UR>Ec,额定正向电流IF≥Izmax(Izmax为最大负载电流)。
    对于图1-3 (b),其电容C的选择应满足:电源合闸瞬间(电容相当于短路),充电电流应小于三极管集电极最大允许电流Icm。若不能满足,可串接一个限流电阻。同时还要考虑防止电容、电感可能产生自激振荡。

            
    (2)功率放大器连接白炽灯泡时的保护电路  白炽灯泡灯丝的冷态电阻要比点亮后的热态电阻小8~10倍,因而放大器接通灯泡的瞬间,其电流要比热态电流大8~10倍。如果根据灯泡的标称功率(热态功率)计算出的热态电流来选择三极管的工作电流,则在接通灯泡的瞬间,可能会损坏三极管,这时需采取限流措施。
    ①当输入信号较强时,采用单管电路,其保护电路如图1-4所示。混合式效果更好。
    限流电阻R的计算如下。
    对于图l-4(a):方法一,灯泡采用比电源电压Ec低一级的电压,其差值则由R降压;方法二,串联电阻压降按0.lEc来选择,其电阻R能降低灯泡的工作电压,该方法可提高灯泡的使用寿命。
    对于图l-4(b):当三极管VT截止时,R与灯泡串联,使灯泡上的电压降约为(0.1~0.2)Ec,灯泡中流过少量预热电流但又不点亮。
    对于图1-4 (c):具有图1-4 (a)和(b)的优点,所以效果更好。

                  
    ②当输入信号较弱时,采用复合管电路,其保护电路如图1-6所示。
    选择限流电阻的方法与单管电路类似。对于电源电压为6V,三极管采用3AG71和3AX81时,其电阻数值如图所示。
    对于图l-6(a),由于灯泡点亮后灯丝电阻约为40W(对6V、150mA灯泡),因此Ri串人后灯泡电压稍降低一些,但对亮度影响不大;对于图1—6(b),当三极管截止时,灯泡中流过的电流近似等于Ec/R2=6/200=30mA,这样大小的电流是不会使灯丝发光的。

            


   

 

 

 

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