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简单的过热保护电路图（一）
原理电路
是以电机过热保护为例，由PTC热敏电阻和施密特电路构成的控制电路。图中，RT1、RT2、RT3为三只特性一致的阶跃型PTC热敏电阻器，它们分别埋设在电机定子的绕组里。正常情况下，PTC热敏电阻器处于常温状态，它们的总电阻值小于1KΩ。此时，V1截止，V2导通，继电器K得电吸合常开触点，电机由市电供电运转。当电机因故障局部过热时，只要有一只PTC热敏电阻受热超过预设温度时，其阻值就会超过10KΩ以上。于是V1导通、V2截止，VD2显示红色报警，K失电释放，电机停止运转，达到保护目的。
主要元器件选择PTC热敏电阻的选型取决于电机的绝缘等级。元件的标准外形尺寸见图。通常按比电机绝缘等级相对应的极限温度低40℃左右的范围选择PTC热敏电阻的居里温度。例如，对于B1级绝缘的电机，其极限温度为130℃，应当选居里温度90℃的PTC热敏电阻。（过热保护用PTC热敏电阻）
继电器K的选择取决于电机的容量，图2.3.1中的是JRX-13F，触点负载0.5A，适合小型电机。RP应选带锁紧机构的电位器。
简单的过热保护电路图（二）
对于大功率等级电源，过热保护也是必须要求的。过热保护的形式有很多种，常用的电路：
一、关断电源，即温度降低以后，电源恢复工作。
二、不关断电源，而是改善电源内部的通风条件。
特别注意：在实际设计和调试中，应当将R1放于热应小且发热量较大的器件处。
1、过热关断电路
V：一稳定的直流电压
正常时V×R2/（R1+R2）≤0.7V
R1：为负温系数的热敏电阻
C1：取104J63或小容量铝电解电容，目的是防止外界干扰误动作
Q1：为NPN的达令顿管即可。如2N4401
注：采用运放来做亦可，但原理相通。如有机会将多列出此类电路。
2、温控风机调速电路
Vin：为略大于最高输入电压。
如AC/DC则滤波电容后取正常时V×R2/（R1+R2）≤0.7V
R1：为负温系数的热敏电阻
C1：取104J63或小容量铝电解电容，目的是防止外界干扰误动作
Vref：稳定电压，可利用芯片的基准脚。如3842的8pin
注：采用运放来做亦可，但原理相通。如有机会将多列出此类电路。
简单的过热保护电路图（三）
半导体热敏开关器件“热晶闸管”在超温保护方面有重要作用。它可以用作温度指示电路。根据p型控制栅热晶闸管（TT102）的特性，由RT〔见图8（a）〕值确定该器件的导通温度，RT越大，导通温度越低。当将其放置功率开关三极管附近，或在电源装置内时，它就能起到温度指示作用。当功率管的管壳温度或者装置内部的温度超过允许值时，热晶闸管就导通，使发光二极管发亮告警。
倘若配合光电耦合器，就可使整机告警电路动作，保护开关稳压器。它亦可以象图8（b）那样用作功率晶体管的过热保护，晶体开关管的基极电流被n控制栅型热晶闸管TT201旁路，开关管截止，切断集电极电流，防止过热。
（a） 采用P型热晶闸管 （b） 采用n型热晶闸管
图8 过热保护
简单的过热保护电路图（四）
若电路中没有过载保护装置，一旦电动机过载，往往容易烧坏。下图的电路是一款带有过载保护的电动机单向旋转控制电路。电路中以热继电器作保护装置，它的发热元件串联在电动机电路中，其常闭触点串联在接触器的线圈电路中。
电动机在运行中由于过载而电流增大时，热继电器的发热元件产生的热量，使检测元件受热弯曲，热继电器的常闭触点断开，切断接触器的电源，电动机断电停止，从而起保护作用。
简单的过热保护电路图（五）
过热保护电路在芯片温度过高时将大功率管关断，在阈值温度点需要较高的温度灵敏度，因此，大多数是基于比较器设计的。图1是过热保护电路原理图。
图1所示的过热保护电路由温度探测电路和比较器电路构成，该电路三极管Q的导通电压VBE具有负温度特性，并且工作在亚阈值区的MOS管产生具有正温度系数的电流I1和I2。随着工作温度的升高，VBE越来越小，而电阻上的电压随着电流的升高越来越大。当VBE《VR3时，比较器输出发生翻转，VOUT输出为低电平，关断主要功耗电路，使芯片发热量降低，这个过热保护的比较器有较高的分辨率，在高温下也能稳定工作，但无疑增加电路的功耗，而且利用工作在亚阈值区的MOS管产生的与绝对温度成正比的PTAT电流精度不高，易受电源电压影响，过热保护电路不够稳定。
本文的过热保护电路是在带隙基准电路基础上设计的，使用带隙基准电路的偏置电压作为过热保护电路偏置，且在电路中优化了比较器电路，使得电路结构简单且性能稳定，较易在版图上实现。过热保护电路如图2所示。
工商网监
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