保護UUT的電源去耦器

在可調電壓實驗電源與麵包板或UUT(待測設備)之間可以裝一個圖1所示的桌面附件，防止設備受到意外過壓和反極性的傷害。它從電源獲得能量，為一個5V雙線圈鎖存繼電器提供脈衝，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)觸點吸住，最新的脈衝通到相關的線圈組。它的線圈額定電壓為5V，但可以工作到低至3.5V。

本文引用地址：

http://www.eepw.com.cn/article/176488.htm

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

正常狀態下，繼電器將在輸入電壓處連接電源的能量，通過電感器傳送給輸出電壓的負載，並通過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不能通過反偏的D1和D2充電。

Q1構成了一個可變齊納管的功能， 通過粗調和微調電位器的調節，設定基射電壓的過壓閾值。如果電壓大於閾值(例如，用戶無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。這個動作接著使Q2導通，從而通過D1使Q3導通。Q3通過相應的繼電器線圈從C2獲得電流，打開VOUT和BR1的觸點，而關閉Q4集電極與BR2一個ac輸入端的觸點，點亮了錯誤LED燈。C2上的電荷能使繼電器全部完成這個鎖存動作，即使它與自己的電源斷開。

應校準一次電位計的刻度，或在通電但未接UUT時做調節。這種方法有助於快速而簡便地設定去耦器的過壓閾值。電壓跟隨器Q4將其射極電容充電至不超過4.5V，這由其基極的5.1V齊納二極體決定。當過壓狀況解除後，短按RST(復位)按鈕開關，將Q4射極電容放電到其它繼電器線圈，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D2偏置導通。BR1為C2和繼電器線圈加正確極性，使Q3能針對過壓狀況運行繼電器。雖然極性反轉，BR2也能點亮LED。

設計中包含一隻在輸出級的47mH~500mH電感和1000μF~4700μF電容，用於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間內，對接收電路的損害。選擇電感時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電壓V時，電流I通過電感器L的上升，它是時間T的一個函數：I=(V/L)T。

下式計算了當一個電荷Q被存入電容C時，其電壓的上升：V=Q/C。這些式子可以用於計算出繼電器在時間T內工作時，所需要的L和C值。將第一式在0至T的時間極限上做積分，就可以得到電荷。由於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，其電壓幾乎沒有變化，這意味著電壓和電流差不多是恆定的。此時，電荷為(I×T)/2和I=(V/L)T。

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

本例講述的是一般方案。可以對各種滿足電源接收電路要求的參數做出驗證，進行相應的修正。