欠壓保護(hù)和失壓保護(hù)的區(qū)別 欠壓保護(hù)電路設(shè)計(jì)作用

欠壓保護(hù)和失壓保護(hù)的區(qū)別

欠壓保護(hù)（Under-voltage Protection）和失壓保護(hù)（Voltage Loss Protection）是電力系統(tǒng)中兩個(gè)不同的概念，它們的主要區(qū)別如下：

1. 定義：欠壓保護(hù)指的是在電力系統(tǒng)中，當(dāng)電壓下降到低于設(shè)定的合理工作范圍時(shí)，保護(hù)設(shè)備將觸發(fā)并采取相應(yīng)的措施，以避免設(shè)備受損或故障。失壓保護(hù)是指在電力系統(tǒng)中，當(dāng)電源的電壓嚴(yán)重下降或完全消失時(shí)，保護(hù)設(shè)備將隔離或切斷電源，以保護(hù)設(shè)備和系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

2. 觸發(fā)條件：欠壓保護(hù)通常在電壓下降到預(yù)設(shè)的閾值以下時(shí)觸發(fā)，這個(gè)閾值是根據(jù)設(shè)備和系統(tǒng)的工作要求和標(biāo)準(zhǔn)來確定。而失壓保護(hù)則在電源電壓下降到一定程度或完全消失時(shí)觸發(fā)。

3. 目的：欠壓保護(hù)的主要目的是保護(hù)設(shè)備免受電壓過低造成的損害，以確保設(shè)備的正常運(yùn)行。失壓保護(hù)的主要目的是保護(hù)設(shè)備免受電源電壓喪失導(dǎo)致的異常工作或系統(tǒng)崩潰。

4. 反應(yīng)措施：欠壓保護(hù)觸發(fā)后，可以采取一系列措施，如警告設(shè)備操作員、發(fā)送警報(bào)通知、自動(dòng)切換備用電源等，以保護(hù)設(shè)備和系統(tǒng)的安全運(yùn)行。失壓保護(hù)觸發(fā)后，其最常見的反應(yīng)措施是切斷電源，以避免設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行或受到更大的損害。

綜上所述，欠壓保護(hù)和失壓保護(hù)在電力系統(tǒng)中具有不同的含義和應(yīng)用。欠壓保護(hù)旨在保護(hù)設(shè)備免受電壓下降造成的損害，而失壓保護(hù)旨在保護(hù)設(shè)備免受電源電壓喪失所導(dǎo)致的異常工作或系統(tǒng)崩潰。它們在觸發(fā)條件、目的和反應(yīng)措施等方面存在差異。欠壓保護(hù)電路設(shè)計(jì)作用

欠壓保護(hù)是指用電器在輸入電壓達(dá)不到工作電壓時(shí)，會(huì)切斷輸入電壓，有效保護(hù)用電器不因低電壓而反復(fù)起動(dòng)導(dǎo)致?lián)p壞。當(dāng)輸入電壓正常后，用電器自動(dòng)恢復(fù)正常工作。

由于短路故障等原因，線路電壓會(huì)在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)大幅度降低甚至消失的現(xiàn)象。它會(huì)給線路和電器設(shè)備帶來損傷。例如：使電動(dòng)機(jī)疲倒、堵轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生數(shù)倍于額定電流的過電流，燒壞電動(dòng)機(jī)；當(dāng)電壓恢復(fù)時(shí)，大量電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)又會(huì)使電動(dòng)機(jī)的電壓大幅度下降，造成危害。

引起電動(dòng)機(jī)疲倒的電壓稱為臨界電壓 。當(dāng)線路電壓降低到臨界電壓時(shí)，保護(hù)電器的動(dòng)作，稱為欠電壓保護(hù)，其任務(wù)主要是防止設(shè)備因過載而燒毀。當(dāng)本路電壓 低于臨界電壓保護(hù)電器才動(dòng)作的稱為失壓保護(hù)，其主要任務(wù)是防止電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)。

欠壓保護(hù)是什么原因

欠壓保護(hù)是一種保護(hù)措施，用于防止電力系統(tǒng)中的電壓下降到不合理或危險(xiǎn)的水平。以下是一些可能導(dǎo)致欠壓情況的常見原因：

過載或短路：當(dāng)電力系統(tǒng)中的負(fù)載過大或發(fā)生短路故障時(shí)，電流會(huì)增加，導(dǎo)致電壓降低。這可能是由于電力設(shè)備的故障、電纜或繼電器的過載、電流過載等原因引起的。

電網(wǎng)故障：當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生事故或故障時(shí)，如發(fā)電機(jī)故障、變壓器故障、輸電線路故障等，會(huì)導(dǎo)致電壓下降。這可能是由于電力網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)中斷、電力傳輸系統(tǒng)故障、電力設(shè)備損壞等引起的。

長距離輸電損耗：在長距離輸電中，電力在輸電線路上會(huì)發(fā)生一定的電阻損耗，導(dǎo)致電壓下降。尤其是在負(fù)載遠(yuǎn)離電源的情況下，電壓下降會(huì)更加明顯。

電力系統(tǒng)調(diào)整和切換：在電力系統(tǒng)調(diào)整、切換或轉(zhuǎn)移負(fù)載至備用電源時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致瞬時(shí)電壓下降。這是因?yàn)樵谇袚Q過程中，供電源的穩(wěn)定性可能會(huì)受到影響。

高頻設(shè)備干擾：一些高頻設(shè)備，如變頻器、電弧爐、工業(yè)電爐等，可能會(huì)引入電力系統(tǒng)中的高頻噪聲，導(dǎo)致電壓下降。

欠壓保護(hù)的目的是通過監(jiān)測電壓水平并在下降到一定閾值時(shí)觸發(fā)保護(hù)裝置，采取相應(yīng)的措施來保護(hù)設(shè)備并確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。預(yù)防這些欠壓情況并采取相應(yīng)的保護(hù)措施，可以降低設(shè)備故障、電網(wǎng)崩潰以及其他不良后果的風(fēng)險(xiǎn)。

欠壓保護(hù)電路設(shè)計(jì)分析

下列是原理圖，標(biāo)注有寬電壓輸入經(jīng)過電容共模電感，TVS管。這是常見的輸入電源處理，當(dāng)然也會(huì)有防反接保護(hù)，D9的作用是保證MOS管GS電壓不會(huì)太高，一般最高25伏左右，臨界導(dǎo)通電壓4伏，也就是說9.1V肯定處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)。

一、當(dāng)電壓由零伏上升時(shí)到達(dá)12V左右，Q2導(dǎo)通，D9導(dǎo)通導(dǎo)致Q5導(dǎo)通電源打開了，當(dāng)電壓一直上升，Q2和D9狀態(tài)不變，然而當(dāng)D6隨著電壓上升，導(dǎo)通電流達(dá)到Q4飽和電流，Q5的導(dǎo)通偏置電壓拉低，MOS管關(guān)閉。電源沒有輸出。

二、當(dāng)電壓又恢復(fù)到12V到60伏。Q2正常導(dǎo)通，Q4截止。MOS正常導(dǎo)通。當(dāng)然要注意R17，R18電阻的功率。行為輸入電壓升高他的功率也會(huì)增加。

在保護(hù)電壓的臨界點(diǎn)附近，會(huì)出現(xiàn)保護(hù)和正常工作的反復(fù)振蕩。

比如保護(hù)電壓是12V，當(dāng)電壓上升到12V時(shí)，保護(hù)電路開啟輸出，這里由于負(fù)載的增加，12V電壓稍有一點(diǎn)電壓的跌落，可能就幾十mV的跌落，保護(hù)電路又關(guān)閉輸出。

從而在臨界點(diǎn)附近就出現(xiàn)了關(guān)閉/開啟的快速振蕩，可能造成設(shè)備的損壞。

為了解決這個(gè)問題，我們需要設(shè)計(jì)一個(gè)具有遲滯效應(yīng)的保護(hù)電路。

可以用遲滯比較器來實(shí)現(xiàn)，遲滯比較器可以通過比較器的輸出正反饋實(shí)現(xiàn)，比如比較器的比較基準(zhǔn)電壓是2.5V，滯回范圍是0.5V。

則當(dāng)輸入電壓從0V上升到2.5V時(shí)，比較器輸出低，比較基準(zhǔn)電平下降為2.25V。

此時(shí)，輸入電壓稍有跌落，只要不低于2.25V，就不會(huì)再輸出高．

當(dāng)輸入電壓從高電平下降到2.5V，比較器輸出高，比較基準(zhǔn)電平上升為2.75V．

此時(shí)，輸入電壓稍有上升，只要不高于2.75V，就不會(huì)再輸出低．

根據(jù)上面的分析，利用遲滯比較器設(shè)計(jì)以下的欠壓保護(hù)電路：

D1是2.5V穩(wěn)壓二極管，可以用高精度的TL431替換．

U1A是運(yùn)放LM339，輸出高時(shí)為開漏，所以輸出通過R4上拉至電源，

R3是正反饋電阻，用于實(shí)現(xiàn)遲滯效果．

可調(diào)電阻R8用來調(diào)節(jié)保護(hù)電壓，如果12V的保護(hù)電壓，可以將可調(diào)電阻的比例設(shè)置為20%左右．

Q1的用來做開關(guān)控制用的PNP三極管，如果負(fù)載電流大，可以用PMOS替換．

如果我們把可調(diào)電阻的比例設(shè)到20%，比較基準(zhǔn)電壓為2.5/20%=12.5V

根據(jù)電壓疊加原理，當(dāng)比較器輸出低時(shí)，2.5V穩(wěn)壓值在同相端的分壓為，2.47V．

對(duì)應(yīng)電源電壓為2.47/20%=12.35V．

當(dāng)比較器輸出高時(shí)，電源電壓為12V，同相端的電壓大概為2.585V．

對(duì)應(yīng)電源電壓為12.9V．

也就是當(dāng)電源電壓從0Ｖ上升，到12.9V以上時(shí)，Q1導(dǎo)通，電源打開，負(fù)載開始工作．當(dāng)電源電壓從12.9V以上，下降到12.35V以下時(shí)，Q1截止，電源關(guān)閉，負(fù)載結(jié)束工作．

所以該電路的滯回范圍為12.9-12.35=0.55V．

編輯：黃飛