簡單的過熱保護(hù)電路圖（一）

原理電路

是以電機(jī)過熱保護(hù)為例，由PTC熱敏電阻和施密特電路構(gòu)成的控制電路。圖中，RT1、RT2、RT3為三只特性一致的階躍型PTC熱敏電阻器，它們分別埋設(shè)在電機(jī)定子的繞組里。正常情況下，PTC熱敏電阻器處于常溫狀態(tài)，它們的總電阻值小于1KΩ。此時，V1截止，V2導(dǎo)通，繼電器K得電吸合常開觸點，電機(jī)由市電供電運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)電機(jī)因故障局部過熱時，只要有一只PTC熱敏電阻受熱超過預(yù)設(shè)溫度時，其阻值就會超過10KΩ以上。于是V1導(dǎo)通、V2截止，VD2顯示紅色報警，K失電釋放，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到保護(hù)目的。

主要元器件選擇PTC熱敏電阻的選型取決于電機(jī)的絕緣等級。元件的標(biāo)準(zhǔn)外形尺寸見圖。通常按比電機(jī)絕緣等級相對應(yīng)的極限溫度低40℃左右的范圍選擇PTC熱敏電阻的居里溫度。例如，對于B1級絕緣的電機(jī)，其極限溫度為130℃，應(yīng)當(dāng)選居里溫度90℃的PTC熱敏電阻。（過熱保護(hù)用PTC熱敏電阻）

繼電器K的選擇取決于電機(jī)的容量，圖2.3.1中的是JRX-13F，觸點負(fù)載0.5A，適合小型電機(jī)。RP應(yīng)選帶鎖緊機(jī)構(gòu)的電位器。

簡單的過熱保護(hù)電路圖（二）

對于大功率等級電源，過熱保護(hù)也是必須要求的。過熱保護(hù)的形式有很多種，常用的電路：

一、關(guān)斷電源，即溫度降低以后，電源恢復(fù)工作。

二、不關(guān)斷電源，而是改善電源內(nèi)部的通風(fēng)條件。

特別注意：在實際設(shè)計和調(diào)試中，應(yīng)當(dāng)將R1放于熱應(yīng)小且發(fā)熱量較大的器件處。

1、過熱關(guān)斷電路

V：一穩(wěn)定的直流電壓

正常時V×R2/（R1+R2）≤0.7V

R1：為負(fù)溫系數(shù)的熱敏電阻

C1：取104J63或小容量鋁電解電容，目的是防止外界干擾誤動作

Vref：為芯片的基準(zhǔn)腳。如3842的8pin

Q1：為NPN的達(dá)令頓管即可。如2N4401

注：采用運(yùn)放來做亦可，但原理相通。如有機(jī)會將多列出此類電路。

2、溫控風(fēng)機(jī)調(diào)速電路

Vin：為略大于最高輸入電壓。

如AC/DC則濾波電容后取正常時V×R2/（R1+R2）≤0.7V

R1：為負(fù)溫系數(shù)的熱敏電阻

C1：取104J63或小容量鋁電解電容，目的是防止外界干擾誤動作

Vref：穩(wěn)定電壓，可利用芯片的基準(zhǔn)腳。如3842的8pin

Q1：為NPN的且能過大電流的達(dá)令頓管即可。如TIP31C

注：采用運(yùn)放來做亦可，但原理相通。如有機(jī)會將多列出此類電路。

簡單的過熱保護(hù)電路圖（三）

半導(dǎo)體熱敏開關(guān)器件“熱晶閘管”在超溫保護(hù)方面有重要作用。它可以用作溫度指示電路。根據(jù)p型控制柵熱晶閘管（TT102）的特性，由RT〔見圖8（a）〕值確定該器件的導(dǎo)通溫度，RT越大，導(dǎo)通溫度越低。當(dāng)將其放置功率開關(guān)三極管附近，或在電源裝置內(nèi)時，它就能起到溫度指示作用。當(dāng)功率管的管殼溫度或者裝置內(nèi)部的溫度超過允許值時，熱晶閘管就導(dǎo)通，使發(fā)光二極管發(fā)亮告警。

倘若配合光電耦合器，就可使整機(jī)告警電路動作，保護(hù)開關(guān)穩(wěn)壓器。它亦可以象圖8（b）那樣用作功率晶體管的過熱保護(hù)，晶體開關(guān)管的基極電流被n控制柵型熱晶閘管TT201旁路，開關(guān)管截止，切斷集電極電流，防止過熱。

（a） 采用P型熱晶閘管 （b） 采用n型熱晶閘管

圖8 過熱保護(hù)

簡單的過熱保護(hù)電路圖（四）

若電路中沒有過載保護(hù)裝置，一旦電動機(jī)過載，往往容易燒壞。下圖的電路是一款帶有過載保護(hù)的電動機(jī)單向旋轉(zhuǎn)控制電路。電路中以熱繼電器作保護(hù)裝置，它的發(fā)熱元件串聯(lián)在電動機(jī)電路中，其常閉觸點串聯(lián)在接觸器的線圈電路中。

電動機(jī)在運(yùn)行中由于過載而電流增大時，熱繼電器的發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱量，使檢測元件受熱彎曲，熱繼電器的常閉觸點斷開，切斷接觸器的電源，電動機(jī)斷電停止，從而起保護(hù)作用。

簡單的過熱保護(hù)電路圖（五）

過熱保護(hù)電路在芯片溫度過高時將大功率管關(guān)斷，在閾值溫度點需要較高的溫度靈敏度，因此，大多數(shù)是基于比較器設(shè)計的。圖1是過熱保護(hù)電路原理圖。

圖1所示的過熱保護(hù)電路由溫度探測電路和比較器電路構(gòu)成，該電路三極管Q的導(dǎo)通電壓VBE具有負(fù)溫度特性，并且工作在亞閾值區(qū)的MOS管產(chǎn)生具有正溫度系數(shù)的電流I1和I2。隨著工作溫度的升高，VBE越來越小，而電阻上的電壓隨著電流的升高越來越大。當(dāng)VBE《VR3時，比較器輸出發(fā)生翻轉(zhuǎn)，VOUT輸出為低電平，關(guān)斷主要功耗電路，使芯片發(fā)熱量降低，這個過熱保護(hù)的比較器有較高的分辨率，在高溫下也能穩(wěn)定工作，但無疑增加電路的功耗，而且利用工作在亞閾值區(qū)的MOS管產(chǎn)生的與絕對溫度成正比的PTAT電流精度不高，易受電源電壓影響，過熱保護(hù)電路不夠穩(wěn)定。

本文的過熱保護(hù)電路是在帶隙基準(zhǔn)電路基礎(chǔ)上設(shè)計的，使用帶隙基準(zhǔn)電路的偏置電壓作為過熱保護(hù)電路偏置，且在電路中優(yōu)化了比較器電路，使得電路結(jié)構(gòu)簡單且性能穩(wěn)定，較易在版圖上實現(xiàn)。過熱保護(hù)電路如圖2所示。