استراتژی حفاظت از خروجی منبع تغذیه سوئیچینگ
در تمامی طرح های منبع تغذیه سوئیچینگ، حفاظت از بار و حفاظت از منبع تغذیه در اثر خرابی بار، جنبه های بسیار مهمی هستند که باید در طراحی مورد توجه قرار گیرند. در طراحی محصولات نظامی، وظیفه ای به نام تحلیل حالت و اثرات شکست اغلب مورد نیاز است. در این کار، هر قسمت از مدار یک خطای اتصال باز و سپس یک مورد خطای اتصال کوتاه فرض می شود. در این مورد، به طور جداگانه تجزیه و تحلیل کنید که چگونه هر خطا بر بقیه مدار تأثیر می گذارد. پیش بینی و برآورد عیوب به این روش باعث می شود طراحی منبع تغذیه قابل اعتمادتر شود. این همان کاری است که طراح منبع تغذیه برای محافظت از مدار بار در هنگام بروز ناهنجاری های ورودی و خرابی مدار بار منبع تغذیه باید انجام دهد. در استراتژی حفاظت، مدارهای حفاظتی متعدد اغلب به صورت آبشاری قرار میگیرند تا اطمینان حاصل شود که مدار حفاظتی خود میتواند هنگام بروز یک ناهنجاری، حفاظت اضافی ارائه کند. فیوزها و قطع کننده های مدار معمولاً برای ارائه این عملکرد پشتیبان استفاده می شوند.
روشهای حفاظتی مورد استفاده در سیستمهای تامین برق و انتقال انرژی باید به دقت کاربر نهایی محصول و عملکرد محصول و به نوبه خود روش تعمیر محصول را مورد توجه قرار دهد. اگر محصول به طور منظم توسط پرسنل تعمیر و نگهداری در مدار نگهداری شود، مدار نیز به نوبه خود روش نگهداری محصول را در نظر می گیرد. اگر محصول به طور منظم توسط پرسنل تعمیر و نگهداری نگهداری می شود، مدار باید دارای یک قطع کننده مدار، یک مدار راه اندازی خود هدایت شونده و یک مدار بازخورد جریان اضافه باشد. اگر الزامات عملکرد محصول سختگیرانه نباشد، به این عملکردها نیازی نیست و فقط یک فیوز، یک مدار راه اندازی نوع خاموش شدن بیش از حد جریان، یا یک محافظ جریان بیش از حد یا قطع کننده مدار سریع کافی است. برخی از روشهای حفاظتی باید دستگاه را برای بازرسی به ایستگاه تعمیر و نگهداری بفرستند تا بتوان بعد از انجام حفاظت دوباره از آن استفاده کرد. این روش های حفاظتی را می توان به سه نوع زیر تقسیم کرد:
1. تعمیر پس از خرابی (فیوز، مقاومت فیوز و غیره).
2. پس از شکست (شکن مدار، لینک محدود کننده جریان، مدار حفاظت محدود کننده ولتاژ و غیره) بهبود می یابد.
3. پس از خرابی خاموش شود، اما پس از ناپدید شدن خرابی (مدار راه اندازی نوع خاموشی بیش از حد جریان و غیره) بهبود می یابد.
سه نوع اساسی حفاظت از جریان اضافه وجود دارد. کنترل حالت جریان، یا کنترلکننده اولیه پیک جریان، توان خروجی را در صورت اتصال کوتاه «خفیف» در مدار محدود میکند، اما در نهایت میتواند منجر به یک وضعیت اتصال کوتاه شدید شود. هنگامی که یک خطای اضافه جریان رخ می دهد، امپدانس بار کوچکتر و کوچکتر می شود، ولتاژ خروجی کاهش می یابد، اما جریان خروجی همچنان افزایش می یابد، که ممکن است مدارها و دستگاه های روی برد مدار را بسوزاند. روش کاهش ولتاژ خروجی را می توان با یک مدار نوع خاموشی خطا ترکیب کرد. روش محدود کردن جریان ثابت با تقویت ولتاژ در مقاومت تشخیص جریان و مقایسه آن با ولتاژ مرجع تحقق می یابد. وقتی از مقدار حفاظت جریان فراتر رود، بار دوباره افزایش می یابد و جریان خروجی محدود می شود. مدار محدود کننده بازخورد بیش از حد جریان از بخش کوچکی از ولتاژ خروجی به عنوان مقدار مرجع حد بالایی خطای جریان اضافه استفاده می کند. هنگامی که جریان عبوری از مقاومت تشخیص جریان از مقدار حد بالایی جریان بیشتر می شود، ولتاژ خروجی کاهش می یابد، بنابراین جریان خروجی نیز کاهش می یابد که می تواند از سوختن مدار بار جلوگیری کند.
دو روش حفاظت از اضافه ولتاژ در خروجی وجود دارد: روش اجباری و روش مسدود کردن اضافه ولتاژ. روش اجباری با بستن اضافه ولتاژ و قطع سریع به دست می آید. روش اجباری فرض می کند که وقتی منبع تغذیه از کار می افتد، جریان بار نمی تواند محدود شود
روش مسدود کردن بیش از حد ولتاژ با این فرض استفاده می شود که منبع تغذیه به کار خود ادامه می دهد، اما حلقه بازخورد ولتاژ باز است، یا یکی از پایانه های خروجی کمی بارگذاری می شود، و ولتاژ از حداکثر مقدار نامی فراتر می رود. این روش ها دارای یک مقایسه کننده یا ترانزیستور جداگانه در هر خروجی و یک تقسیم کننده مقاومت متصل به خروجی هستند. انتخاب طرح حفاظتی به هزینه اقتصادی و فضای چیدمان مربوط می شود. طراحان می توانند از خلاقیت خود برای طراحی مدارهای حفاظتی استفاده کنند، اما شرایط را تحت هر شرایط عملیاتی به دقت بررسی کنند.
