طراحی انواع مدارهای حفاظتی برای اجزای داخلی منبع تغذیه سوئیچ DC
حفاظت از منبع تغذیه سوئیچینگ DC
این مقاله بر اساس ویژگی های منابع تغذیه سوئیچینگ DC و شرایط واقعی الکتریکی، به منظور اطمینان از عملکرد ایمن و مطمئن منابع تغذیه سوئیچینگ DC در محیط های سخت و خطاهای ناگهانی، مدارهای حفاظتی مختلفی را با توجه به شرایط مختلف طراحی می کند.
مدار حفاظت از اضافه جریان
در مدار منبع تغذیه سوئیچینگ DC، به منظور محافظت از سوختن لوله تنظیم در هنگام اتصال کوتاه مدار یا افزایش جریان. روش اصلی این است که وقتی جریان خروجی از مقدار معینی تجاوز می کند، لوله تنظیم کننده در حالت بایاس معکوس قرار می گیرد و در نتیجه جریان مدار را قطع و به طور خودکار قطع می کند. همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، مدار حفاظت از اضافه جریان از یک ترانزیستور BG2 و مقاومت های تقسیم کننده ولتاژ R4 و R5 تشکیل شده است. هنگامی که مدار به طور معمول کار می کند، ولتاژ اعمال شده توسط R4 و R5 باعث می شود که پتانسیل پایه BG2 از پتانسیل امیتر بیشتر شود و اتصال امیتر تحت ولتاژ معکوس قرار گیرد. بنابراین BG2 در حالت خاموش است (معادل مدار باز) که هیچ تاثیری بر مدار تنظیم کننده ولتاژ ندارد. هنگامی که مدار اتصال کوتاه است، ولتاژ خروجی صفر است و امیتر BG2 معادل زمین است. BG2 در حالت رسانای اشباع (معادل اتصال کوتاه) است که باعث می شود پایه و تابش لوله تنظیم BG1 به اتصال کوتاه نزدیک و در حالت قطع باشد و جریان مدار را قطع کرده و به هدف حفاظتی دست می یابد. .
مدار حفاظت از اضافه ولتاژ
حفاظت اضافه ولتاژ رگولاتورهای سوئیچینگ در منابع تغذیه سوئیچینگ DC شامل حفاظت اضافه ولتاژ ورودی و حفاظت اضافه ولتاژ خروجی است. اگر ولتاژ منبع تغذیه DC تنظیم نشده (مانند باتری ها و یکسو کننده ها) مورد استفاده در رگولاتور سوئیچینگ بیش از حد بالا باشد، باعث اختلال در عملکرد رگولاتور سوئیچینگ و حتی آسیب به قطعات داخلی می شود. بنابراین استفاده از مدارهای حفاظت اضافه ولتاژ ورودی در منابع تغذیه سوئیچینگ ضروری است. شکل 3 مدار حفاظتی متشکل از یک ترانزیستور و یک رله را نشان می دهد. در این مدار، زمانی که ولتاژ منبع تغذیه DC ورودی بالاتر از مقدار ولتاژ شکست دیود تنظیم کننده ولتاژ باشد، دیود تنظیم کننده ولتاژ خراب می شود و جریانی از مقاومت R عبور می کند و باعث می شود ترانزیستور T هدایت شود و رله برای کار کردن تماس معمولی بسته باز می شود و ورودی قطع می شود. مدار حفاظت از قطبیت منبع تغذیه ورودی را می توان با حفاظت از اضافه ولتاژ ورودی ترکیب کرد تا یک مدار حفاظتی تشخیص قطبیت و حفاظت از اضافه ولتاژ ایجاد کند.
مدار حفاظتی استارت نرم
مدار منبع تغذیه رگولاتور سوئیچینگ نسبتا پیچیده است و ترمینال ورودی رگولاتور سوئیچینگ به طور کلی به یک فیلتر ورودی با اندوکتانس کوچک و ظرفیت بزرگ متصل است. در لحظه راهاندازی، خازن فیلتر یک جریان موج زیادی را تجربه میکند که میتواند چندین برابر جریان ورودی معمولی باشد. چنین جریان موج بزرگی، کنتاکت های کلیدهای برق یا رله های معمولی را ذوب می کند و باعث ذوب شدن فیوز ورودی می شود. علاوه بر این، جریان های موجی همچنین می توانند به خازن ها آسیب برسانند، طول عمر آنها را کاهش دهند و باعث آسیب زودرس شوند. به همین دلیل، در هنگام راه اندازی باید یک مقاومت محدود کننده جریان برای شارژ خازن متصل شود. به منظور جلوگیری از مصرف بیش از حد مقاومت مقاومت محدود کننده جریان و تأثیرگذاری بر عملکرد عادی رگولاتور سوئیچینگ، از یک رله برای اتصال خودکار آن پس از فرآیند گذرا برق استفاده می شود تا منبع تغذیه DC مستقیماً برق را تأمین کند. به رگولاتور سوئیچینگ این مدار را مدار "شروع نرم" منبع تغذیه سوئیچینگ DC می نامند.
