功率放大器的保護(hù)電路
發(fā)布時(shí)間:2011/10/10 14:14:58 訪問次數(shù):2404
在電子控制電路中,末級的功率放大器往往要推動接觸器、繼電路、電磁閥門等電感性負(fù)載。在切斷這些電感性負(fù)載時(shí)會產(chǎn)生感應(yīng)過電壓,因而可能擊穿三極管,為此需采取保護(hù)措施。常用的保護(hù)元件有二極管和電容,還有穩(wěn)壓管、電阻等。
(1)采用二極管和電容保護(hù)的電路對于圖l-3(a),其二極管VD的選擇要求二極管最高反向工作電壓UR>Ec,額定正向電流IF≥Izmax(Izmax為最大負(fù)載電流)。
對于圖1-3 (b),其電容C的選擇應(yīng)滿足:電源合閘瞬間(電容相當(dāng)于短路),充電電流應(yīng)小于三極管集電極最大允許電流Icm。若不能滿足,可串接一個(gè)限流電阻。同時(shí)還要考慮防止電容、電感可能產(chǎn)生自激振蕩。
(2)功率放大器連接白熾燈泡時(shí)的保護(hù)電路 白熾燈泡燈絲的冷態(tài)電阻要比點(diǎn)亮后的熱態(tài)電阻小8~10倍,因而放大器接通燈泡的瞬間,其電流要比熱態(tài)電流大8~10倍。如果根據(jù)燈泡的標(biāo)稱功率(熱態(tài)功率)計(jì)算出的熱態(tài)電流來選擇三極管的工作電流,則在接通燈泡的瞬間,可能會損壞三極管,這時(shí)需采取限流措施。
①當(dāng)輸入信號較強(qiáng)時(shí),采用單管電路,其保護(hù)電路如圖1-4所示;旌鲜叫Ч。
限流電阻R的計(jì)算如下。
對于圖l-4(a):方法一,燈泡采用比電源電壓Ec低一級的電壓,其差值則由R降壓;方法二,串聯(lián)電阻壓降按0.lEc來選擇,其電阻R能降低燈泡的工作電壓,該方法可提高燈泡的使用壽命。
對于圖l-4(b):當(dāng)三極管VT截止時(shí),R與燈泡串聯(lián),使燈泡上的電壓降約為(0.1~0.2)Ec,燈泡中流過少量預(yù)熱電流但又不點(diǎn)亮。
對于圖1-4 (c):具有圖1-4 (a)和(b)的優(yōu)點(diǎn),所以效果更好。
②當(dāng)輸入信號較弱時(shí),采用復(fù)合管電路,其保護(hù)電路如圖1-6所示。
選擇限流電阻的方法與單管電路類似。對于電源電壓為6V,三極管采用3AG71和3AX81時(shí),其電阻數(shù)值如圖所示。
對于圖l-6(a),由于燈泡點(diǎn)亮后燈絲電阻約為40W(對6V、150mA燈泡),因此Ri串人后燈泡電壓稍降低一些,但對亮度影響不大;對于圖1—6(b),當(dāng)三極管截止時(shí),燈泡中流過的電流近似等于Ec/R2=6/200=30mA,這樣大小的電流是不會使燈絲發(fā)光的。
在電子控制電路中,末級的功率放大器往往要推動接觸器、繼電路、電磁閥門等電感性負(fù)載。在切斷這些電感性負(fù)載時(shí)會產(chǎn)生感應(yīng)過電壓,因而可能擊穿三極管,為此需采取保護(hù)措施。常用的保護(hù)元件有二極管和電容,還有穩(wěn)壓管、電阻等。
(1)采用二極管和電容保護(hù)的電路對于圖l-3(a),其二極管VD的選擇要求二極管最高反向工作電壓UR>Ec,額定正向電流IF≥Izmax(Izmax為最大負(fù)載電流)。
對于圖1-3 (b),其電容C的選擇應(yīng)滿足:電源合閘瞬間(電容相當(dāng)于短路),充電電流應(yīng)小于三極管集電極最大允許電流Icm。若不能滿足,可串接一個(gè)限流電阻。同時(shí)還要考慮防止電容、電感可能產(chǎn)生自激振蕩。
(2)功率放大器連接白熾燈泡時(shí)的保護(hù)電路 白熾燈泡燈絲的冷態(tài)電阻要比點(diǎn)亮后的熱態(tài)電阻小8~10倍,因而放大器接通燈泡的瞬間,其電流要比熱態(tài)電流大8~10倍。如果根據(jù)燈泡的標(biāo)稱功率(熱態(tài)功率)計(jì)算出的熱態(tài)電流來選擇三極管的工作電流,則在接通燈泡的瞬間,可能會損壞三極管,這時(shí)需采取限流措施。
①當(dāng)輸入信號較強(qiáng)時(shí),采用單管電路,其保護(hù)電路如圖1-4所示;旌鲜叫Ч。
限流電阻R的計(jì)算如下。
對于圖l-4(a):方法一,燈泡采用比電源電壓Ec低一級的電壓,其差值則由R降壓;方法二,串聯(lián)電阻壓降按0.lEc來選擇,其電阻R能降低燈泡的工作電壓,該方法可提高燈泡的使用壽命。
對于圖l-4(b):當(dāng)三極管VT截止時(shí),R與燈泡串聯(lián),使燈泡上的電壓降約為(0.1~0.2)Ec,燈泡中流過少量預(yù)熱電流但又不點(diǎn)亮。
對于圖1-4 (c):具有圖1-4 (a)和(b)的優(yōu)點(diǎn),所以效果更好。
②當(dāng)輸入信號較弱時(shí),采用復(fù)合管電路,其保護(hù)電路如圖1-6所示。
選擇限流電阻的方法與單管電路類似。對于電源電壓為6V,三極管采用3AG71和3AX81時(shí),其電阻數(shù)值如圖所示。
對于圖l-6(a),由于燈泡點(diǎn)亮后燈絲電阻約為40W(對6V、150mA燈泡),因此Ri串人后燈泡電壓稍降低一些,但對亮度影響不大;對于圖1—6(b),當(dāng)三極管截止時(shí),燈泡中流過的電流近似等于Ec/R2=6/200=30mA,這樣大小的電流是不會使燈絲發(fā)光的。
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