保護UUT的電源去耦器

在可調電壓實(shí)驗電源與面包板或UUT(待測設備)之間可以裝一個(gè)圖1所示的桌面附件，防止設備受到意外過(guò)壓和反極性的傷害。它從電源獲得能量，為一個(gè)5V雙線(xiàn)圈鎖存繼電器提供脈沖，在異常情況下切斷負載的供電。鎖存繼電器用永久磁鐵將DPDT(雙刀雙擲)觸點(diǎn)吸住，最新的脈沖通到相關(guān)的線(xiàn)圈組。它的線(xiàn)圈額定電壓為5V，但可以工作到低至3.5V。

圖1，這個(gè)保護電路的核心是雙穩鎖存繼電器，防止負載因過(guò)壓和錯誤極性而遭損壞。

正常狀態(tài)下，繼電器將在輸入電壓處連接電源的能量，通過(guò)電感器傳送給輸出電壓的負載，并通過(guò)BR1將Q3的射極保持在0.6V以下。C2充電至比輸入電壓低1.2V的電壓。C1不能通過(guò)反偏的D1和D2充電。

Q1構成了一個(gè)可變齊納管的功能， 通過(guò)粗調和微調電位器的調節，設定基射電壓的過(guò)壓閾值。如果電壓大于閾值(例如，用戶(hù)無(wú)意間碰到了電源電壓旋鈕)，則基射電壓增加到使Q1導通所需0.6V。這個(gè)動(dòng)作接著(zhù)使Q2導通，從而通過(guò)D1使Q3導通。Q3通過(guò)相應的繼電器線(xiàn)圈從C2獲得電流，打開(kāi)VOUT和BR1的觸點(diǎn)，而關(guān)閉Q4集電極與BR2一個(gè)ac輸入端的觸點(diǎn)，點(diǎn)亮了錯誤LED燈。C2上的電荷能使繼電器全部完成這個(gè)鎖存動(dòng)作，即使它與自己的電源斷開(kāi)。

應校準一次電位計的刻度，或在通電但未接UUT時(shí)做調節。這種方法有助于快速而簡(jiǎn)便地設定去耦器的過(guò)壓閾值。電壓跟隨器Q4將其射極電容充電至不超過(guò)4.5V，這由其基極的5.1V齊納二極管決定。當過(guò)壓狀況解除后，短按RST(復位)按鈕開(kāi)關(guān)，將Q4射極電容放電到其它繼電器線(xiàn)圈，使其返回正常位置。

如果誤在VIN和地端子之間加了反極性電壓，Q3通過(guò)D2偏置導通。BR1為C2和繼電器線(xiàn)圈加正確極性，使Q3能針對過(guò)壓狀況運行繼電器。雖然極性反轉，BR2也能點(diǎn)亮LED。

設計中包含一只在輸出級的47mH~500mH電感和1000μF~4700μF電容，用于延遲輸出電壓和電流的上升。這一步避免了在繼電器延遲工作時(shí)間內，對接收電路的損害。選擇電感時(shí)要有充足的額定電流和最小的dc電阻，以獲得期望的負載電流。

下式計算了當存在一個(gè)電壓V時(shí)，電流I通過(guò)電感器L的上升，它是時(shí)間T的一個(gè)函數：I=(V/L)T。

下式計算了當一個(gè)電荷Q被存入電容C時(shí)，其電壓的上升：V=Q/C。這些式子可以用于計算出繼電器在時(shí)間T內工作時(shí)，所需要的L和C值。將第一式在0至T的時(shí)間極限上做積分，就可以得到電荷。由于輸出端電容上的電壓必須在接收電路的安全極限內， 因此電容上的電荷必須足夠小，其電壓幾乎沒(méi)有變化，這意味著(zhù)電壓和電流差不多是恒定的。此時(shí)，電荷為(I×T)/2和I=(V/L)T。

繼電器的數據表通常會(huì )規定它的工作時(shí)間( 參考文獻1 ) 。另外，也可以用示波器測量，或用雙事件時(shí)序電路(參考文獻2)。這個(gè)電路只使用了兩組觸點(diǎn)中的一組。如果你的設計需要為負電源(用NPN代替PNP，二極管反偏)使用第二個(gè)保護電路，則可以將額外觸點(diǎn)與相反的電源做交叉耦合， 這樣任何一個(gè)電源的故障都不會(huì )使兩個(gè)觸點(diǎn)斷開(kāi)。

本例講述的是一般方案?？梢詫Ω鞣N滿(mǎn)足電源接收電路要求的參數做出驗證，進(jìn)行相應的修正。