حفاظت از منبع تغذیه سوئیچینگ DC

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.

1. مدار حفاظت از اضافه جریان
در مدار منبع تغذیه سوئیچینگ DC، به منظور محافظت از سوختن لوله تنظیم در هنگام اتصال کوتاه مدار و افزایش جریان. روش اصلی این است که وقتی جریان خروجی از مقدار معینی تجاوز می کند، لوله تنظیم در حالت بایاس معکوس قرار می گیرد و در نتیجه قطع می شود و به طور خودکار جریان مدار قطع می شود. همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، مدار حفاظت از اضافه جریان از ترانزیستور BG2 و مقاومت های تقسیم کننده ولتاژ R4 و R5 تشکیل شده است. هنگامی که مدار به طور عادی کار می کند، پتانسیل پایه BG2 از طریق اثر فشار R4 و R5 از پتانسیل امیتر بالاتر است و اتصال امیتر در برابر ولتاژ معکوس مقاومت می کند. بنابراین BG2 در حالت قطع (معادل مدار باز) است و هیچ تاثیری بر مدار تثبیت کننده ولتاژ ندارد. هنگامی که مدار اتصال کوتاه دارد، ولتاژ خروجی صفر است و امیتر BG2 معادل زمین است، سپس BG2 در حالت هدایت اشباع (معادل یک اتصال کوتاه) قرار می گیرد، به طوری که پایه و امیتر لوله تنظیم BG1 نزدیک به یک اتصال کوتاه هستند و در حالت قطع هستند. برای دستیابی به اهداف حفاظتی جریان مدار را قطع کنید.

2. مدار حفاظت از اضافه ولتاژ
حفاظت اضافه ولتاژ رگولاتور سوئیچینگ در منبع 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 توسط رگولاتور سوئیچینگ خیلی زیاد باشد، باعث می شود رگولاتور سوئیچینگ به درستی کار نکند یا حتی به قطعات داخلی آسیب برساند. بنابراین لازم است از اضافه ولتاژ ورودی در منبع تغذیه سوئیچینگ استفاده شود. حفاظت از مدار شکل 3 یک مدار حفاظتی است که از یک ترانزیستور و یک رله تشکیل شده است. در این مدار، زمانی که ولتاژ منبع تغذیه DC ورودی بیشتر از مقدار ولتاژ شکست دیود زنر باشد، دیود زنر شکسته شده و جریان از مقاومت R عبور می کند و باعث می شود که ترانزیستور T روشن شود، رله کار کند. تماس معمولی بسته قطع 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 شناسایی حفاظت از قطبیت و مدار حفاظت از ولتاژ بیش از حد تشکیل شود.

3. مدار حفاظت از شروع نرم
مدار تنظیم کننده سوئیچینگ نسبتا پیچیده است. ترمینال ورودی رگولاتور سوئیچینگ به طور کلی به یک فیلتر ورودی با یک سلف کوچک و یک خازن بزرگ متصل می شود. در لحظه روشن شدن، جریان موج زیادی از خازن فیلتر عبور می کند که می تواند چندین برابر جریان ورودی معمولی باشد. چنین جریان موج بزرگی می تواند کنتاکت های یک کلید برق معمولی یا رله را ذوب کند و باعث منفجر شدن فیوز ورودی شود. علاوه بر این، جریان افزایشی نیز به خازن آسیب می رساند و عمر آن را کوتاه می کند و باعث خرابی زودرس می شود. به همین دلیل هنگام راه اندازی باید یک مقاومت محدود کننده جریان متصل شود و خازن از طریق این مقاومت محدود کننده جریان شارژ می 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 راه‌اندازی استفاده می‌شود، به طوری که منبع تغذیه DC مستقیماً برق را تامین می‌کند. تنظیم کننده سوئیچینگ به این نوع مدار، مدار "شروع نرم" منبع تغذیه سوئیچینگ DC می گویند.

4. مدار حفاظت از گرمای بیش از حد
یکپارچگی بالا و وزن سبک و اندازه کوچک رگولاتور سوئیچینگ در منبع تغذیه سوئیچینگ DC، چگالی توان در واحد حجم را بسیار افزایش داده است. بنابراین، اگر الزامات دمای محیط کار اجزای داخل دستگاه منبع تغذیه به همان میزان افزایش پیدا نکند، به ناچار عملکرد مدار بدتر می شود و قطعات پیش از موعد از کار می افتند. بنابراین، یک مدار حفاظت از گرمای بیش از حد باید در منبع تغذیه سوئیچینگ DC با توان بالا نصب شود.