完整的电路保护-过流过压保护 ppt课件
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电力系统概述ppt课件
无备用接线（开式电力网）方式 无备用接线包括： （1）单回放射式 （2）树干式 （3）链式网络
a）放射式 b）干线式 c）链式
有备用接线（闭式电力网）方式 有备用接线方式包括 （1）双回放射式 （2）树干式 （3）链式 （4）环式 （5）两端供电网络
a）放射式 b）干线式 c）链式 d）环式 e）两端供电网络
有备用接线的双回放射式、树干式和链 式网络用于一、二级负荷。
环式接线，供电经济、可靠，但运行调 度复杂，线路发生故障切除后，由于功率 重新分配，可能导致线路过载或电压质量 降低。
两端供电接线方式必须有两个独立的电 源。
二、继电保护基础知识
1、继电保护的作用及要求 2、供电系统中常用的保护 3、继电保护的发展趋势 4、微机保护的优点
值。频率偏差不仅影响用电设备的工作状态、产 品的产量和质量，更重要的是影响到电力系统的 稳定运行。
• 用户供电系统的电压频率是由电力系统保证的。
我国国标规定，电力系统正常频率偏差允许值为 ±0.2Hz，当系统容量较小时，偏差值可以放到 ±0.5Hz。
（3）可靠性
可靠性即根据用电负荷的性质和突然中断其供电在政
政治上造成不良影响者。如突然停电将造成主要设备损坏
或大量产品报废或大量减产的工厂用电负荷，交通和通信 枢纽用电负荷，大量人员集中的公共场所等。
• 三级负荷：不属于一级和二级负荷者。
5、电气接线方式
• 主接线图（亦称原理接线图）表示电能由
电源分配给用户的主要电路，图中表示出 所有的电气设备及其联接关系。 电力系统的接线方式大致分为两大类： （1）无备用电源接线 （2）有备用电源接线
22供电系统中常用的保护供电系统中常用的保护电流保护电流保护aa过电流保护过电流保护bb电流速断保护电流速断保护cc定时限过电流保定时限过电流保dd反时限过电流保护反时限过电流保护ee无时限电流速断无时限电流速断电压保护电压保护aa过电压保护过电压保护bb欠电压保护欠电压保护cc零序电压保护零序电压保护瓦斯保护瓦斯保护差动保护差动保护高频保护高频保护距离保护距离保护平衡保护平衡保护方向保护方向保护33继电保护的发展趋势继电保护的发展趋势电力系统电力系统2020世纪世纪6060年代以前主要采用电磁型保护年代以前主要采用电磁型保护6060年年代是电磁型晶体管保护并用时期代是电磁型晶体管保护并用时期2020世纪世纪6060年代末期年代末期国外提出用计算机构成继电保护的倡议当时的计算机硬国外提出用计算机构成继电保护的倡议当时的计算机硬件非常昂贵
《过电压保护》PPT课件
特点:过电压持续时间较长，频率低 . 会引起电压互感器损坏和阀型避雷器爆炸。 防止措施 :电压互感器组采用V/V接线
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8
3．操作过电压
操作过电压是指电力系统中由于操作或事 故，使设备运行状态发生改变,引起振荡， 从而产生过电压。
例: 切、合高压空载长线路 （空载变压器、 电容器、高压电动机）
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20
1.掌握继电保护基本要求。
2.掌握变压器（线路、高压电动机、电力电 容器）保护的配置及作用、保护原理。
3.掌握自动重合闸的作用、装置及要求。
4.掌握备用电源自动投入装置的作用、及基 本要求。
5.掌握变电站的操作电源（直流、交流）。
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21
第一节 继电保护任务及基本要求
雷电过电压
内部过电压
工频过电压和谐振过电压 称为暂时过电压
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4
三.雷电过电压
1． 形成： 雷电是带电荷的云所引起的放电现象。（一般情 况负电荷的雷云较多）
2. 雷云对地放电大多数要重复2-3次 第一次主放电电流最大，时间很短，只有 50-100μS 余 辉放电电流很小，时间较长。
3. 直接雷击过电压
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9
开关设备的灭弧能力特别强 引发截流过电 压。开断空载变压器和开断高压电动机都 有可能出现强制灭弧（截流）过电压。
在中性点不接地系统中发生单相不稳定电 弧接地时，可能产生过电压，一般把这种 过电压称为电弧接地过电压。
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10
第二节 直接雷击过电压保护
为防止直接雷击电力设备，一般采用避雷 针或避雷线。 一.单支避雷针的保护范围 例：某避雷针高20m，则该避雷针在8m的高 度的保护半径为（ ）
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8
3．操作过电压
操作过电压是指电力系统中由于操作或事 故，使设备运行状态发生改变,引起振荡， 从而产生过电压。
例: 切、合高压空载长线路 （空载变压器、 电容器、高压电动机）
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20
1.掌握继电保护基本要求。
2.掌握变压器（线路、高压电动机、电力电 容器）保护的配置及作用、保护原理。
3.掌握自动重合闸的作用、装置及要求。
4.掌握备用电源自动投入装置的作用、及基 本要求。
5.掌握变电站的操作电源（直流、交流）。
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21
第一节 继电保护任务及基本要求
雷电过电压
内部过电压
工频过电压和谐振过电压 称为暂时过电压
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4
三.雷电过电压
1． 形成： 雷电是带电荷的云所引起的放电现象。（一般情 况负电荷的雷云较多）
2. 雷云对地放电大多数要重复2-3次 第一次主放电电流最大，时间很短，只有 50-100μS 余 辉放电电流很小，时间较长。
3. 直接雷击过电压
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9
开关设备的灭弧能力特别强 引发截流过电 压。开断空载变压器和开断高压电动机都 有可能出现强制灭弧（截流）过电压。
在中性点不接地系统中发生单相不稳定电 弧接地时，可能产生过电压，一般把这种 过电压称为电弧接地过电压。
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10
第二节 直接雷击过电压保护
为防止直接雷击电力设备，一般采用避雷 针或避雷线。 一.单支避雷针的保护范围 例：某避雷针高20m，则该避雷针在8m的高 度的保护半径为（ ）
过欠压、过流、过温、软启动、CNT保护实际电路详解!
输出过压保护电路当用户在使用电源模块时，可能会由于某种原因，造成模块输出电压升高，为了保护用户电路板上的器件不被损坏，当模块的输出电压高于一定值时，模块必须封锁脉冲，阻止输出电压的继续上升。
D320产生一个5.1V电压基准送至运放U301反相输入端，R330、R334、R336用于检测输出电压、检测电压值送至运放U301同相输入端。
输出电压没有达到过压保护点时，运放U301 5脚的电压小于6脚的电压，运放输出为低电平，输出正常。
输出电压Vo升高到设定检测点电压时，电阻R336、R334、R330检测的分压比送入运放U301的5脚，此时5脚电压高于6脚电压，运放U301输出高电平，封闭控制芯片PWM信号，模块输出电压为零。
过流保护电路实例（1）图2.过流保护电路实例工作原理T2采集模块原边开关管的输入电流，采样电流经取样电阻R18转换成电压信号，再经两路开关二极管（D6）整流形成两路控制信号。
一路峰值信号去控制38C43的3脚；另一路准峰值电平进入38C43 EA的反相输入端2脚。
采用CT作电流采样的好处是采样电路功耗小，采样电路灵活，CT可以放置在MOSFET开关管的D极或S极，也可以串联于主变压器原边的Vin+端。
缺点是电路稍复杂，体积大，CT存在大占空比时不能有效复位的问题。
CT采样一般用于中大功率的模块。
3843PWM芯片介绍图3.3843芯片内部结构图芯片工作原理虚线所框部分为38C43芯片内置的误差放大器和电流放大器。
误差放大器的输出经过内部分压后（被钳位到1V），进入电流放大器的反相输入端，与电流采样信号比较后进入PWM产生电路。
最终在芯片的6脚输出PWM信号。
在这里，误差放大器被用来作OCP保护，电流控制放大器I/A作峰值电流限流保护。
误差放大器E/A用于准峰值限流。
当38C43反相输入端2脚的直流电平达到2.5V时，误差放大器E/A起作用，使38C43的6脚输出驱动信号占空比D减小，达到模块OCP之目的。
过电压保护ppt课件
想； 间隙动作后会形成截波； 熄弧能力低
3.阀式避雷器 (1).普通型阀式避雷器
a.结构与元件的作用：
火花间隙：
作用原理：
根据火花间隙的结构，使间隙的放电时间 缩短，由于其伏秒特性曲线平缓，放电分散性 也较小，由于火花间隙由若干个小间隙组合串 联，易于切断工频续流，且不易重燃。
具有分路电阻的火花间隙：
1.保护间隙
作用原理： 当雷电侵入波要危及它所
保护的电气设备的绝缘时， 间隙首先击穿，工作母线 接地，避免了被保护设备 上的电压升高，从而保 护了设备。
6KV和10KV保护间隙，主间隙分别不小于15mm和25mm 辅助间隙不小于10mm。
优缺点：
优点： 结构简单、制造方便 缺点： 伏秒特性曲线比较陡，绝缘配合不理
优缺点
熄弧能力比保护间隙要强，但伏秒特 性较陡且放电分散性大，且会形成截波， 并受大气条件影响较大，所只用在线路 保护和变电所进线段保护
5.金属氧化物（氧化锌）避雷器
(1)、工作原理
正常运行时，在工频电压下氧化物 电阻片具有极高阻值，呈绝缘状态；当 出现过电压时，阀片呈低阻状态，泄放 电流，避雷器两端维持较低的残压，保 护电气设备不受损坏。过电压过后，立 即恢复高电阻值，继续保持绝缘。金属 氧化物避雷器不需要设置火花间隙，也 不需要进行灭弧。
第二节 直接雷击过电压
一.避雷针和避雷线
1.保护作用的原理
能使雷云电场发生突变，使雷电先导的发展沿 着避雷针的方向发展，直击于其上，雷电流通 过避雷针（线）及接地装置泄入大地而防止避 雷针（线）周围的设备受到雷击
独立避雷针
构架避雷针
消雷器
2.保护范围
(1).单支避雷针
hx
h 2
3.阀式避雷器 (1).普通型阀式避雷器
a.结构与元件的作用：
火花间隙：
作用原理：
根据火花间隙的结构，使间隙的放电时间 缩短，由于其伏秒特性曲线平缓，放电分散性 也较小，由于火花间隙由若干个小间隙组合串 联，易于切断工频续流，且不易重燃。
具有分路电阻的火花间隙：
1.保护间隙
作用原理： 当雷电侵入波要危及它所
保护的电气设备的绝缘时， 间隙首先击穿，工作母线 接地，避免了被保护设备 上的电压升高，从而保 护了设备。
6KV和10KV保护间隙，主间隙分别不小于15mm和25mm 辅助间隙不小于10mm。
优缺点：
优点： 结构简单、制造方便 缺点： 伏秒特性曲线比较陡，绝缘配合不理
优缺点
熄弧能力比保护间隙要强，但伏秒特 性较陡且放电分散性大，且会形成截波， 并受大气条件影响较大，所只用在线路 保护和变电所进线段保护
5.金属氧化物（氧化锌）避雷器
(1)、工作原理
正常运行时，在工频电压下氧化物 电阻片具有极高阻值，呈绝缘状态；当 出现过电压时，阀片呈低阻状态，泄放 电流，避雷器两端维持较低的残压，保 护电气设备不受损坏。过电压过后，立 即恢复高电阻值，继续保持绝缘。金属 氧化物避雷器不需要设置火花间隙，也 不需要进行灭弧。
第二节 直接雷击过电压
一.避雷针和避雷线
1.保护作用的原理
能使雷云电场发生突变，使雷电先导的发展沿 着避雷针的方向发展，直击于其上，雷电流通 过避雷针（线）及接地装置泄入大地而防止避 雷针（线）周围的设备受到雷击
独立避雷针
构架避雷针
消雷器
2.保护范围
(1).单支避雷针
hx
h 2
电力电子器件保护
a) a) 伏安特性差异
b)
b) 串联均压措施
图1-41
1.8.2
1. 概述
晶闸管的并联
1) 目的：多个器件并联来承担较大的电流 2) 问题：静态和动态特性参数差异→电流分配不均匀 2. 均流措施 • 选用特性参数尽量一致的器件 • 采用均流电抗器 • 用门极强脉冲触发也有助于动态均流 • 当需要同时串联和并联晶闸管时，通常采用先串 后并的方法联接方法
• 内因过电压 电力电子装置内部器件的开关过程引起 (1) 换相过电压 原因: 线路电感→晶闸管(或与全控型器件反并联的二极管) 在换相结束后不能立刻恢复阻断，因而有较大的反向电流 流过，当恢复了阻断能力时，该反向电流急剧减小→两端 感应出高电压。 (2) 关断过电压 原因: 全控型器件关断时，正向电流迅速降低→线路电感 →器件两端感应出的过电压。
1.7.2
过电流保护
1. 过电流形式—过载和短路 过电流原因举例 电网电压波动过大； 内部管子损坏或触发电路故障，引起两相短路；
整流电路直流侧出现短路、逆变失败引起短路；
环流过大、控制系统故障。
1.7.2
过电流保护
变压器 电流互感器 快速熔断器 变流器 直流快速断路器 负载
2. 常用保护措施
混 合 IGBT 型
（
MCT
双 极
SIT H 晶闸管
T TO RC G LT T
功率SIT 极
（
复 合 型
GT R
型
肖特基势垒二极管 型
I 电力二极管 AC
TR
• 双极型：电力二极管、晶闸管、 GTO、GTR和SITH • 复合型：IGBT和MCT
电力电子器件分类“树” 图1-42
本章小结
电力电子器件的过压、过流保护
5
电力电子器件的过压、过流保护*
过电流保护措施及配置方法
6
电力电子技术
电力电子技术
电力电子器件的过压、过流保护*
过电压的产生
过电压分两种情况，外因过电压主要来自雷击和系统 中的操作过程等，包括： 操作过电压：由分闸、合闸等开关操作引起。 雷击过电压：由雷击引起。
内因过电压主要来自内部器件的开关过程，包括： 换相过电压 关断过电压
2
电力电子器件的过压、过流保护*
过电压抑制常用电路
RC器件的过压、过流保护*
过电流保护
过电流现象常发生于故障状态，包括过载和短路。 过电流保护常采用快速熔断器、快速断路器和过电流继
电器等装置切断电流。 晶闸管设备或全控型器件（很难用快熔保护），需采用
反馈电子电路进行过电流保护，一旦超过阈值即关断电 力电子主电路。 对于全控型器件，常在驱动电路中设置过电流保护环节， 一旦器件电流超过阈值立即关断器件。
过压保护措施及配置位置
F避雷器 D变压器静电屏蔽层 C静电感应过电压抑制电容 RC1阀侧浪涌
过电压抑制用RC电路 RC2阀侧浪涌过电压抑制用反向阻断式RC电路 RV压敏
电阻过电压抑制器 RC3阀器件换相过电压抑制用RC电路 RC4直流侧RC抑制电
3
路 RCD阀器件关断过电压抑制用RCD电路
电力电子器件的过压、过流保护*
电力电子器件的过压、过流保护*
过电流保护措施及配置方法
6
电力电子技术
电力电子技术
电力电子器件的过压、过流保护*
过电压的产生
过电压分两种情况，外因过电压主要来自雷击和系统 中的操作过程等，包括： 操作过电压：由分闸、合闸等开关操作引起。 雷击过电压：由雷击引起。
内因过电压主要来自内部器件的开关过程，包括： 换相过电压 关断过电压
2
电力电子器件的过压、过流保护*
过电压抑制常用电路
RC器件的过压、过流保护*
过电流保护
过电流现象常发生于故障状态，包括过载和短路。 过电流保护常采用快速熔断器、快速断路器和过电流继
电器等装置切断电流。 晶闸管设备或全控型器件（很难用快熔保护），需采用
反馈电子电路进行过电流保护，一旦超过阈值即关断电 力电子主电路。 对于全控型器件，常在驱动电路中设置过电流保护环节， 一旦器件电流超过阈值立即关断器件。
过压保护措施及配置位置
F避雷器 D变压器静电屏蔽层 C静电感应过电压抑制电容 RC1阀侧浪涌
过电压抑制用RC电路 RC2阀侧浪涌过电压抑制用反向阻断式RC电路 RV压敏
电阻过电压抑制器 RC3阀器件换相过电压抑制用RC电路 RC4直流侧RC抑制电
3
路 RCD阀器件关断过电压抑制用RCD电路
电力电子器件的过压、过流保护*
完整的电路保护-过流过压保护
非常低的电容值0.05pF,最 佳用于速率>150Mbps的数 字和RF电路中. 非常低的电容值,每个通道 0.05pF,且不会影响到信号 的完整性. 非常低的电容值,每个通道 0.05pF,最佳用于150M以 上的数字通信或RF电路. 可以起到防护ESD、EFT、 System surges的作用。 其固有电容可以用来防护 EMI.
一、完整的电路保护
电路保护 过流保护 过压保护 热保护
1.1 过流保护
1、传统的熔断保险丝/玻璃管 2、自恢复式的保险丝PPTC 3、PTC/NTC热敏电阻
注：通常也把以上第2、3加上一些温控元件合称为电路热保护。
1.2.1 工作原理 （FUSE）
根据焦尔定律：
Q=I2 R T
当通过保险丝的电流达到一定时，在保险丝上所产生的热量 达到它的固态熔点时，保险丝就会自动熔断而起到保护电路 的作用。
过压保护--常用器件（限压器）
齐纳二极管 (Zener Diodes) 雪崩二极管 (Silicon Avalanche Diodes) 闸流管(Thyristors) 压敏电阻 (Metal Oxide Varistors) 气体放电管 (Gas Discharge Tubes) 馈线电阻 (Line Feed Resistors ) 缓冲电容 (Snubber Capacitors)
保护类型 保护范围 Single-line ESD Two-line Lead-Free
封装及SIZE 对应的产品系列 EIA1608 (0603) PGB0603 PGB1SOT23 PGB10805 MLAs
产品特点
非常低的电容值0.05PF, 最佳用于速率>150Mbps的 数字和RF电路中. 可以起到防护ESD、EFT、 System surges的作用。
一、完整的电路保护
电路保护 过流保护 过压保护 热保护
1.1 过流保护
1、传统的熔断保险丝/玻璃管 2、自恢复式的保险丝PPTC 3、PTC/NTC热敏电阻
注：通常也把以上第2、3加上一些温控元件合称为电路热保护。
1.2.1 工作原理 （FUSE）
根据焦尔定律：
Q=I2 R T
当通过保险丝的电流达到一定时，在保险丝上所产生的热量 达到它的固态熔点时，保险丝就会自动熔断而起到保护电路 的作用。
过压保护--常用器件（限压器）
齐纳二极管 (Zener Diodes) 雪崩二极管 (Silicon Avalanche Diodes) 闸流管(Thyristors) 压敏电阻 (Metal Oxide Varistors) 气体放电管 (Gas Discharge Tubes) 馈线电阻 (Line Feed Resistors ) 缓冲电容 (Snubber Capacitors)
保护类型 保护范围 Single-line ESD Two-line Lead-Free
封装及SIZE 对应的产品系列 EIA1608 (0603) PGB0603 PGB1SOT23 PGB10805 MLAs
产品特点
非常低的电容值0.05PF, 最佳用于速率>150Mbps的 数字和RF电路中. 可以起到防护ESD、EFT、 System surges的作用。
电路中的过压保护和过流保护
电路中的过压保护和过流保护过压保护和过流保护在电路中扮演着至关重要的角色。
它们是为了确保电路运行的安全和稳定而采取的一系列措施。
过压保护和过流保护可有效预防电路中出现过电压和过电流的情况，保护电路设备免受损坏。
本文将详细介绍电路中的过压保护和过流保护的原理、应用和常用保护器件。
一、过压保护过压是指电路中电压超出额定范围的情况，可能导致电路中的元器件发生过载、损坏甚至引发火灾等严重后果。
过压保护的功能是在电路中检测到过压情况时，迅速采取措施，将过压电源切断或将电压降至安全范围内，以保护电路元器件的安全。
过压保护的常用方法之一是采用过压保护电路。
这种电路是通过测量电压来检测过压情况，一旦电压超出设定的安全阈值，保护电路会触发并切断电源。
过压保护电路的核心元件是过压保护器件，常见的过压保护器件包括瞬态电压抑制器（TVS）、气体放电管（GDT）和过压保护二极管（VDR）等。
另一种常见的过压保护方式是采用整流器和稳压器。
整流器和稳压器可在电路中实现对过压情况的检测和处理。
通过将过压电压转换为电流信号，进而触发稳压器对电压进行调整，将电路中的电压维持在安全范围内。
二、过流保护过流是指电路中电流超出额定范围的情况，可能引起电路元器件发热、烧坏或焦糊等危险。
过流保护的目的是在电路中检测到过流情况时迅速采取措施，切断电源或限制电流流过元器件，以确保电路的正常运行和元器件的安全。
过流保护的常见方法包括熔断器和电流保护开关。
熔断器是一种自动开关设备，当电流超过额定值时，熔断器内的熔丝会熔断，切断电源。
电流保护开关则是通过电流互感器来感知电流大小，当电流超过设定的阈值时，保护开关会切断电源，以保护电路设备免受过流的危害。
除了熔断器和电流保护开关，还有一种过流保护装置被广泛应用于电路中，那就是电子式保护装置。
电子式保护装置利用电子元器件和控制电路，能够检测出电流异常，并及时触发保护装置动作，切断电源或限制电流，以实现对电路的过流保护。
音响保护电路课件资料
2、过压和过流保护电路的作用 （1）开机延时保护 切断信号式只能抑制强信号输入引起的过载，由其他原因导致的过载则不具备保护能力；
VD1～VD4组成桥式整流电路，V1～V3组成继电器驱动电路，JR、JL是继电器两组常闭触点。 3、切断信号式和切断电源式保护电路
切断信号式和切断电源式保护电路如下图所示。
3、关机延时保护的作用 为了防止关机时工作不稳定产生的冲击电流对音箱和功 率放大电路的危害；
（二）音响保护电路类型及工作原理
1、切断负载式保护电路 电路组成: 切断负载式保护电路主要由过载检测及放大电路、继电器 两部分组成，如下图所示。 工作原理： 当放大器输出过载或中点电位偏离零点较大时，过载检测电路 输出过载信号，经放大后启动继电器动作，使扬声器回路断开。 这种保护方式在实际应用中用得较多。
V1导通后，(2)点电压降低，V2截止，V3导通，继电器通电，常 闭触点JR、JL均断开。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、小结：
1、音响保护电路的作用 2、保护电路类型 3、保护电路工作原理
四、课后思考题
怎样实现过流保护功能。
1、切断负载式保护电路 下图所示是一个桥式检测切断负载式保护电路。
1、音响保护电路的作用 当输出管击穿导致中点电位偏离零点较大时，输出信号经R1或R2和C1、C2滤波平滑后，在(1)点产生一个直流电压U1，设VD1～VD4 和V1的临界导通电压为Ur(硅管时Ur≈0. 为了防止关机时工作不稳定产生的冲击电流对音箱和功率放大电路的危害；
（2）过压保护 当输出管击穿导致中点电位偏离零点较大时，输出信号经R1或 R2和C1、C2滤波平滑后，在(1)点产生一个直流电压U1，设VD1～ VD4和V1的临界导通电压为Ur(硅管时Ur≈0.7V)，若(1)点电压 U1>3Ur，则U1通过VD1→V1发射极→VD4→地，给V1提供基极电 流，V1导通；若U1<-3Ur，则U1通过地→VD3→V1发射极→VD2 提供电流，同样使V1导通。由此可知，只要左声道输出中点电压偏 离零电位一个额定值，即至少要大于VD1、VD4或VD2、VD3及V1 的导通电压之和，(1)点电压U1便会使V1导通。
VD1～VD4组成桥式整流电路，V1～V3组成继电器驱动电路，JR、JL是继电器两组常闭触点。 3、切断信号式和切断电源式保护电路
切断信号式和切断电源式保护电路如下图所示。
3、关机延时保护的作用 为了防止关机时工作不稳定产生的冲击电流对音箱和功 率放大电路的危害；
（二）音响保护电路类型及工作原理
1、切断负载式保护电路 电路组成: 切断负载式保护电路主要由过载检测及放大电路、继电器 两部分组成，如下图所示。 工作原理： 当放大器输出过载或中点电位偏离零点较大时，过载检测电路 输出过载信号，经放大后启动继电器动作，使扬声器回路断开。 这种保护方式在实际应用中用得较多。
V1导通后，(2)点电压降低，V2截止，V3导通，继电器通电，常 闭触点JR、JL均断开。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、小结：
1、音响保护电路的作用 2、保护电路类型 3、保护电路工作原理
四、课后思考题
怎样实现过流保护功能。
1、切断负载式保护电路 下图所示是一个桥式检测切断负载式保护电路。
1、音响保护电路的作用 当输出管击穿导致中点电位偏离零点较大时，输出信号经R1或R2和C1、C2滤波平滑后，在(1)点产生一个直流电压U1，设VD1～VD4 和V1的临界导通电压为Ur(硅管时Ur≈0. 为了防止关机时工作不稳定产生的冲击电流对音箱和功率放大电路的危害；
（2）过压保护 当输出管击穿导致中点电位偏离零点较大时，输出信号经R1或 R2和C1、C2滤波平滑后，在(1)点产生一个直流电压U1，设VD1～ VD4和V1的临界导通电压为Ur(硅管时Ur≈0.7V)，若(1)点电压 U1>3Ur，则U1通过VD1→V1发射极→VD4→地，给V1提供基极电 流，V1导通；若U1<-3Ur，则U1通过地→VD3→V1发射极→VD2 提供电流，同样使V1导通。由此可知，只要左声道输出中点电压偏 离零电位一个额定值，即至少要大于VD1、VD4或VD2、VD3及V1 的导通电压之和，(1)点电压U1便会使V1导通。
简单实用的过流过压保护电路
智能建筑Z H I N E N G J I A N Z H U简单实用的过流过压保护电路2005年第19卷第2期5工程建设与档案6157收稿日期:2005-03-04作者简介:许生礼(1947-),男,江苏江阴人,安徽省房地产公司六安市公司工程师.简单实用的过流过压保护电路许生礼(安徽省房地产公司六安市公司,安徽六安 237012)摘 要:为了保护生活环境,目前住宅小区均要求自建污水处理系统。
由于污水处理设备所用的电机都长期在地下室工作,为了延长电机的使用寿命,采用晶闸管及其控制模式实现过流过压保护。
关键词:环保;晶闸管;大电流;保护中图分类号:T M 307.2 文献标识码:A 文章编号:1671-4857(2005)02-0157-020 引 言根据环保要求,各住宅小区按要求均建立了自处理污水系统,由于现有设备均采用的是老式的电机保护系统(如热继电器等),导致经常发生烧毁污水泵电机及风机电机,影响了设备的正常使用,增加了运行成本。
为了保护电机,现使用简单的电子过流过压保护电路。
晶闸管以其额定电流大、额定电压高、效率高、反应快以及体积小等优点,作为中频静止逆变电源中主要元件而被选用,但其缺点是过载能力低。
因此,在晶闸管中频静止逆变电源中,为了使晶闸管免受大电流、高电压的冲击,均设置了过流过压保护电路。
当晶闸管中频静止电源用于金属熔炼时,由于负载为时变性元件,变化大,情况比较复杂,若保护不可靠,速度慢,故障一旦出现,晶闸管立即被损坏的现象常有发生。
影响了整个设备的性能和使用,因而保护电路显得尤为重要。
1 过流过压的保护过程如图1所示,可控硅中频静止电源主回路采用的是AC 2DC 2AC 变换电路。
从三相全控桥式整流器到单相桥式逆变器,均选用了晶闸管。
保护电路是把从电流、电压采样回路中所采取的电流和电压信号,经判断后,控制或封锁整流桥触发脉冲,使得三相全控整流桥输出电压为零,切断了逆变桥电源的供给,从而起到了保护整机的作用[1,2]。
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1
一、完整的电路保护
电路保护 过流保护 过压保护 热保护
1.1 过流保护
1、传统的熔断保险丝/玻璃管 2、自恢复式的保险丝PPTC 3、PTC/NTC热敏电阻
注：通常也把以上第2、3加上一些温控元件合称为电路热保护。
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1.2.1 工作原理 （FUSE）
根据焦尔定律：
Q=I2 R T
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工作原理
TVS—瞬变电压消除器
Transient Voltage Suppressor
此器件专门设计用于吸收ESD能量并且保 护系统免受ESD损害的固态元件。TVS二极管 将限制跨在被保护器件上的电压刚好高过额 定电压，但是却远低于破坏的阈值电压。
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Teccor Overvoltage Protection Product
当通过保险丝的电流达到一定时，在保险丝上所产生的热量 达到它的固态熔点时，保险丝就会自动熔断而起到保护电路 的作用。
因此，工程人员在选择保险丝时最关注的参数如下：
I----熔断电流 T----当电流达到 I 时，经过多长时间才能熔断。 所以一般保险丝分为：快断（F）和慢断（S）两种。
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1.2.2 工作原理 （PPTCR）
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通信设备
用户端设备 1、传真机 2、 xDSL / Modem 3、公用电话 / 无绳电话 / 手机 / VoIP 4、T1 / E1 /J1 5、ISDN 设备 6、用户线路板（SLIC） 局端设备 1、公共分组交换机（PBX） 2、Internet 网关 3、交换机 / 路由器 / 中继器(HUB) 转接设备 各类基站（卫星、微波；GSM/GPRS/CDMA）
• 压敏电阻
• 热敏电 阻
温。
• 固体放电管
是电力、通信领域中防雷器件的尖端产品，是气体放电 管、压敏电阻的升级替代品。
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15
雷电防护的常见方法
1、采用多种防雷器件的组合来弥补某一器件的缺陷。例： MOV+PTC：对雷电波压敏电阻能快速反应、引雷电流入地 的作用。PTC则能保护通信电缆。 2、采用多器件、多级别的防护。例：气体放电管应用其 释放能量大的特点，可作初级保护。而压敏电阻适合做电 源、内部设备的保护。
R
O 图2
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T
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2.1 过压保护常识
为什么现在的电路越来越多地要使用过压保护元件？
1、随着电子产品数字化的发展，IC的集成度越来越，其 “身价”越来越贵，因此要加强保护；
2、为了降低功耗、减少发热，半导体元件和IC的工作电压越来 越低；据SIA报道：2003年的IC工作电压为1.5V，今年将降到1.2V； 3、使用电子产品的环境所要求的。Eg：汽车电子产品、室外通 信产品、电力产品； 4、数字移动产品越来越多，如PDA、手机、笔试本电脑、数码 相机、MP3等都要用到电池作为电源，在电池组件和电池充电器中都必 须配备保护元件。 过电压有哪些表现形式？ 1、瞬态峰值电压 3、静电放电（ESD） 2、浪涌电压 4、其它
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7
过压保护--常用器件（限压器）
齐纳二极管 (Zener Diodes) 雪崩二极管 (Silicon Avalanche Diodes) 闸流管(Thyristors) 压敏电阻 (Metal Oxide Varistors) 气体放电管 (Gas Discharge Tubes) 馈线电阻 (Line Feed Resistors ) 缓冲电容 (Snubber Capacitors)
电阻值 R
t4 n i o P
Po int 1 Po int 2
P
3 t n oi
温度值 T
A、 当电流流过元件时，根据焦尔定律知其会产生热量。上图中的 Point 1 Point 2就是处于电流或环境温度增加不明显时所达到的平衡点。
B、 当电流或环境温度继续增加，产生的热能大于散发的热能时， 此阶段很小的温度变化都会造成阻值的大幅提高。上图中的Point 3--Point 4就是处于保护状态。
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1.2.3 工作原理 （PTCR/NTCR）
PTC----正温度系数 PTC热敏电阻：热敏电阻的阻值 随着温度的升高而增大。其T-R变 化曲线如图1所示。因此PTCR多 用作电路保护元件。
R
O 图1
T
NTC----负温度系数 NTC热敏电阻：热敏电阻的阻值 随着温度的升高而减小。其T-R变 化曲线如图2所示。因此NTCR多 用作温度控制元件。
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Teccor产品应用领域
1、个人电子消费产品 2、电源产品 3、通信设备
4、汽车电子
5、其它工业设备
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电源产品
A、交流电源 板
应用电路
• AC / DC DC / DC 转换电路 • 全波 / 半波整流电路 / 逆变电路
• • 1、 聚合物ESD抑制器 2、 可变电阻--表面贴 A、多层叠的可变电阻（ML，MLE、MHS、AUML and MLN Series） B、压敏电阻（CH Series） 3、硅保护产品 A、TVS/Diode Arrays（SP05x，SP72x Series） B、闸流管（SiBODTM ） C、TVS Diodes/Silicon Avalance Diodes（SADs） 4、气体放电管（GDTs） 5、工业&轴向压敏电阻 A、Radial Leaded MOVs（UltraMOVTM，C-III，LA，ZA，RA and TMOVTM Varist ors） B、轴向引脚的压敏电阻（MA Series MOVs） C、工业级的压敏电阻（CA，NA，PA，HA，HB34，DA and DB Series varistors）
推荐产品
• • • 可控硅（SCR） 压敏电阻（MOV） TVS / ULTraMOV
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雷电的防护
---电力系统器件应用比较
• 气体放电管
能承受数百微秒内数千安培瞬态雷电电流的冲击。缺点 是对雷电过电压的波头无法进行有效的保护。 有较好的非线性，有很大的吸收能力，响应速度快。缺点 是应用于DVI、ISDN等图像传输设备上时，容易失真。同时容易老化。 优点是 内阻小且稳定，动作快、表面温度低、耐高压高
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一、完整的电路保护
电路保护 过流保护 过压保护 热保护
1.1 过流保护
1、传统的熔断保险丝/玻璃管 2、自恢复式的保险丝PPTC 3、PTC/NTC热敏电阻
注：通常也把以上第2、3加上一些温控元件合称为电路热保护。
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1.2.1 工作原理 （FUSE）
根据焦尔定律：
Q=I2 R T
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工作原理
TVS—瞬变电压消除器
Transient Voltage Suppressor
此器件专门设计用于吸收ESD能量并且保 护系统免受ESD损害的固态元件。TVS二极管 将限制跨在被保护器件上的电压刚好高过额 定电压，但是却远低于破坏的阈值电压。
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Teccor Overvoltage Protection Product
当通过保险丝的电流达到一定时，在保险丝上所产生的热量 达到它的固态熔点时，保险丝就会自动熔断而起到保护电路 的作用。
因此，工程人员在选择保险丝时最关注的参数如下：
I----熔断电流 T----当电流达到 I 时，经过多长时间才能熔断。 所以一般保险丝分为：快断（F）和慢断（S）两种。
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1.2.2 工作原理 （PPTCR）
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通信设备
用户端设备 1、传真机 2、 xDSL / Modem 3、公用电话 / 无绳电话 / 手机 / VoIP 4、T1 / E1 /J1 5、ISDN 设备 6、用户线路板（SLIC） 局端设备 1、公共分组交换机（PBX） 2、Internet 网关 3、交换机 / 路由器 / 中继器(HUB) 转接设备 各类基站（卫星、微波；GSM/GPRS/CDMA）
• 压敏电阻
• 热敏电 阻
温。
• 固体放电管
是电力、通信领域中防雷器件的尖端产品，是气体放电 管、压敏电阻的升级替代品。
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雷电防护的常见方法
1、采用多种防雷器件的组合来弥补某一器件的缺陷。例： MOV+PTC：对雷电波压敏电阻能快速反应、引雷电流入地 的作用。PTC则能保护通信电缆。 2、采用多器件、多级别的防护。例：气体放电管应用其 释放能量大的特点，可作初级保护。而压敏电阻适合做电 源、内部设备的保护。
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2.1 过压保护常识
为什么现在的电路越来越多地要使用过压保护元件？
1、随着电子产品数字化的发展，IC的集成度越来越，其 “身价”越来越贵，因此要加强保护；
2、为了降低功耗、减少发热，半导体元件和IC的工作电压越来 越低；据SIA报道：2003年的IC工作电压为1.5V，今年将降到1.2V； 3、使用电子产品的环境所要求的。Eg：汽车电子产品、室外通 信产品、电力产品； 4、数字移动产品越来越多，如PDA、手机、笔试本电脑、数码 相机、MP3等都要用到电池作为电源，在电池组件和电池充电器中都必 须配备保护元件。 过电压有哪些表现形式？ 1、瞬态峰值电压 3、静电放电（ESD） 2、浪涌电压 4、其它
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过压保护--常用器件（限压器）
齐纳二极管 (Zener Diodes) 雪崩二极管 (Silicon Avalanche Diodes) 闸流管(Thyristors) 压敏电阻 (Metal Oxide Varistors) 气体放电管 (Gas Discharge Tubes) 馈线电阻 (Line Feed Resistors ) 缓冲电容 (Snubber Capacitors)
电阻值 R
t4 n i o P
Po int 1 Po int 2
P
3 t n oi
温度值 T
A、 当电流流过元件时，根据焦尔定律知其会产生热量。上图中的 Point 1 Point 2就是处于电流或环境温度增加不明显时所达到的平衡点。
B、 当电流或环境温度继续增加，产生的热能大于散发的热能时， 此阶段很小的温度变化都会造成阻值的大幅提高。上图中的Point 3--Point 4就是处于保护状态。
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1.2.3 工作原理 （PTCR/NTCR）
PTC----正温度系数 PTC热敏电阻：热敏电阻的阻值 随着温度的升高而增大。其T-R变 化曲线如图1所示。因此PTCR多 用作电路保护元件。
R
O 图1
T
NTC----负温度系数 NTC热敏电阻：热敏电阻的阻值 随着温度的升高而减小。其T-R变 化曲线如图2所示。因此NTCR多 用作温度控制元件。
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Teccor产品应用领域
1、个人电子消费产品 2、电源产品 3、通信设备
4、汽车电子
5、其它工业设备
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电源产品
A、交流电源 板
应用电路
• AC / DC DC / DC 转换电路 • 全波 / 半波整流电路 / 逆变电路
• • 1、 聚合物ESD抑制器 2、 可变电阻--表面贴 A、多层叠的可变电阻（ML，MLE、MHS、AUML and MLN Series） B、压敏电阻（CH Series） 3、硅保护产品 A、TVS/Diode Arrays（SP05x，SP72x Series） B、闸流管（SiBODTM ） C、TVS Diodes/Silicon Avalance Diodes（SADs） 4、气体放电管（GDTs） 5、工业&轴向压敏电阻 A、Radial Leaded MOVs（UltraMOVTM，C-III，LA，ZA，RA and TMOVTM Varist ors） B、轴向引脚的压敏电阻（MA Series MOVs） C、工业级的压敏电阻（CA，NA，PA，HA，HB34，DA and DB Series varistors）
推荐产品
• • • 可控硅（SCR） 压敏电阻（MOV） TVS / ULTraMOV
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雷电的防护
---电力系统器件应用比较
• 气体放电管
能承受数百微秒内数千安培瞬态雷电电流的冲击。缺点 是对雷电过电压的波头无法进行有效的保护。 有较好的非线性，有很大的吸收能力，响应速度快。缺点 是应用于DVI、ISDN等图像传输设备上时，容易失真。同时容易老化。 优点是 内阻小且稳定，动作快、表面温度低、耐高压高