طراحی مدارهای مختلف حفاظتی برای اجزای داخلی منبع تغذیه سوئیچینگ DC

طراحی مدارهای مختلف حفاظتی برای اجزای داخلی منبع تغذیه سوئیچینگ DC

با پیشرفت علم و فناوری، رابطه بین تجهیزات الکترونیکی قدرت و کار و زندگی مردم به طور فزاینده ای نزدیک می شود و تجهیزات الکترونیکی بدون منبع تغذیه قابل اعتماد نمی توانند کار کنند. بنابراین، منابع تغذیه سوئیچینگ DC شروع به ایفای نقش مهمی فزاینده ای کرده اند و وارد حوزه های مختلف تجهیزات الکترونیکی و الکتریکی شده اند، سوئیچ های کنترل شده با برنامه، ارتباطات، منبع تغذیه تجهیزات تست الکترونیکی، منبع تغذیه تجهیزات کنترلی و غیره به طور گسترده ای از سوئیچینگ DC استفاده می کنند. منبع تغذیه [1-3]. در عین حال، با توسعه بسیاری از فناوری‌های پیشرفته، از جمله فناوری سوئیچینگ فرکانس بالا، فناوری سوئیچینگ نرم، فناوری تصحیح ضریب توان، فناوری یکسوسازی همزمان، فناوری هوشمند، فناوری نصب سطحی و سایر فناوری‌ها، فناوری منبع تغذیه سوئیچینگ به طور مداوم نوآوری می کند، که پایه و اساس سوئیچینگ DC است. منبع تغذیه طیف وسیعی از فضای توسعه را فراهم می کند. با این حال، به دلیل مدار کنترل پیچیده در منبع تغذیه سوئیچینگ، توانایی ترانزیستورها و دستگاه های یکپارچه برای مقاومت در برابر شوک های الکتریکی و حرارتی ضعیف است، که باعث ناراحتی زیادی در هنگام استفاده برای کاربران می شود. به منظور حفاظت از ایمنی خود منبع تغذیه سوئیچینگ و بار، با توجه به اصل و ویژگی های منبع تغذیه سوئیچینگ DC، مدارهای حفاظت از گرمای بیش از حد، حفاظت جریان اضافه، حفاظت از اضافه ولتاژ و حفاظت استارت نرم طراحی شده است.

اصل کار
منبع تغذیه سوئیچینگ DC از قسمت ورودی، قسمت تبدیل توان، قسمت خروجی و قسمت کنترل تشکیل شده است. بخش تبدیل توان هسته منبع تغذیه سوئیچینگ است که برش با فرکانس بالا را روی DC ناپایدار انجام می دهد و تابع تبدیل مورد نیاز برای خروجی را تکمیل می کند. این عمدتا از ترانزیستورهای سوئیچینگ و ترانسفورماتورهای فرکانس بالا تشکیل شده است. شکل 1 نمودار شماتیک و بلوک دیاگرام عملکردی معادل یک منبع تغذیه سوئیچینگ DC را نشان می دهد که از یکسو کننده تمام موج، یک لوله سوئیچینگ V، یک سیگنال تحریک، یک دیود چرخش آزاد Vp، یک سلف ذخیره انرژی و یک خازن فیلتر تشکیل شده است. ج- در واقع بخش اصلی منبع تغذیه سوئیچینگ DC یک ترانسفورماتور DC است.

امکانات
به منظور پاسخگویی به نیازهای کاربران، تولیدکنندگان اصلی منبع تغذیه سوئیچینگ در داخل و خارج از کشور متعهد به توسعه همزمان اجزای جدید با هوش بالا، به ویژه با بهبود از دست دادن دستگاه یکسوسازی ثانویه، و فریت قدرت (Mn-Zn) هستند. مواد نوآوری علمی و فناوری را برای بهبود عملکرد مغناطیسی بالا به دست آمده در فرکانس بالا و چگالی شار مغناطیسی زیاد افزایش دهید. در عین حال، استفاده از فناوری SMT پیشرفت زیادی در سوئیچینگ منابع تغذیه داشته است. برای اطمینان از منبع تغذیه سوئیچینگ، قطعات در دو طرف برد مدار چیده شده اند. سبک، کوچک و نازک. بنابراین روند توسعه منبع تغذیه سوئیچینگ DC فرکانس بالا، قابلیت اطمینان بالا، مصرف کم، نویز کم، ضد تداخل و مدولار شدن است.

نقطه ضعف منبع تغذیه سوئیچینگ DC این است که تداخل سوئیچینگ نسبتاً جدی وجود دارد و توانایی سازگاری با محیط های سخت و خرابی های ناگهانی ضعیف است. با توجه به شکاف بین فناوری میکروالکترونیک داخلی، فناوری تولید دستگاه‌های خازن مقاومتی و فناوری مواد مغناطیسی و برخی از کشورهای پیشرفته فن‌آوری، فناوری تولید منبع تغذیه سوئیچینگ DC دشوار، تعمیر و نگهداری مشکل‌ساز و پرهزینه است.

حفاظت از منبع تغذیه سوئیچینگ DC
بر اساس ویژگی های منبع تغذیه سوئیچینگ DC و شرایط الکتریکی واقعی، به منظور کارکرد ایمن و مطمئن منبع تغذیه سوئیچینگ DC در محیط های سخت و خرابی های ناگهانی، این مقاله انواع مدارهای حفاظتی 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 رگلاتور در هنگام اتصال کوتاه مدار و افزایش جریان. روش اصلی به این صورت است که وقتی جریان خروجی از مقدار معینی تجاوز می کند، لوله تنظیم در حالت بایاس معکوس قرار می گیرد، به طوری که قطع می شود و جریان مدار به طور خودکار قطع می شود. مدار حفاظت از اضافه جریان از تریود BG2 و مقاومت های تقسیم کننده ولتاژ R4 و R5 تشکیل شده است. هنگامی که مدار به طور معمول کار می کند، پتانسیل پایه BG2 از طریق عملکرد ولتاژ R4 و R5 از پتانسیل امیتر بالاتر است و اتصال امیتر ولتاژ معکوس را تحمل می کند. بنابراین BG2 در حالت قطع (معادل مدار باز) است 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، سپس BG2 در حالت هدایت اشباع (معادل اتصال کوتاه) است، به طوری که پایه و امیتر لوله تنظیم BG1 نزدیک به اتصال کوتاه هستند و در حالت قطع هستند. جریان مدار را برای رسیدن به هدف حفاظت قطع کنید.