اثر مقاومت راه اندازی منبع تغذیه سوئیچینگ

اثر مقاومت راه اندازی منبع تغذیه سوئیچینگ

انتخاب مقاومت در مدارهای منبع تغذیه حالت سوئیچ نه تنها مصرف برق ناشی از میانگین مقدار جریان در مدار را در نظر می گیرد، بلکه توانایی تحمل حداکثر جریان اوج را نیز در نظر می گیرد. یک مثال معمولی مقاومت نمونه گیری قدرت یک ماسفت سوئیچینگ است که به صورت سری بین ماسفت سوئیچینگ و زمین متصل می شود. به طور کلی، این مقدار مقاومت بسیار کوچک است و حداکثر افت ولتاژ از 2 ولت تجاوز نمی کند. استفاده از مقاومت پرقدرت بر اساس توان مصرفی غیر ضروری به نظر می رسد، اما با توجه به توانایی تحمل حداکثر جریان پیک ماسفت سوئیچینگ، دامنه جریان بسیار بزرگتر از مقدار معمولی در لحظه راه اندازی است. در عین حال، قابلیت اطمینان مقاومت نیز بسیار مهم است. اگر در اثر ضربه جریان در حین کار باز شود، یک ولتاژ بالای پالسی برابر با ولتاژ تغذیه به اضافه ولتاژ پیک پشتی بین دو نقطه روی برد مدار چاپی که مقاومت در آن قرار دارد ایجاد می‌شود و شکسته می‌شود. در همان زمان، آی سی مدار مجتمع مدار حفاظت از اضافه جریان نیز خراب می شود. به همین دلیل معمولاً یک مقاومت فیلم فلزی 2 واتی برای این مقاومت انتخاب می شود. در برخی از منابع تغذیه سوئیچینگ، 2-4 1 مقاومت های W به صورت موازی استفاده می شود، نه برای افزایش توان تلف شده، بلکه برای ارائه قابلیت اطمینان. حتی اگر گاهی اوقات یک مقاومت آسیب ببیند، چندین مقاومت دیگر وجود دارد تا از وقوع مدارهای باز در مدار جلوگیری شود. به طور مشابه، مقاومت نمونه برداری از ولتاژ خروجی منبع تغذیه سوئیچینگ نیز بسیار مهم است. پس از باز شدن مقاومت، ولتاژ نمونه برداری صفر ولت می شود و تراشه PWM پالسی را تولید می کند که به حداکثر مقدار خود می رسد و باعث افزایش شدید ولتاژ خروجی منبع تغذیه سوئیچینگ می شود. علاوه بر این، مقاومت های محدود کننده جریان برای اپتوکوپلرها (optocoupler) و غیره وجود دارد.

در منابع تغذیه سوئیچینگ، استفاده از مقاومت ها به صورت سری رایج است، نه برای افزایش توان مصرفی یا مقاومت مقاومت ها، بلکه برای بهبود توانایی مقاومت ها در مقاومت در برابر ولتاژ پیک. به طور کلی، مقاومت ها در مورد ولتاژ مقاومت خود دقت زیادی نمی کنند. در واقع مقاومت هایی با مقادیر توان و مقاومت متفاوت بیشترین ولتاژ کاری را به عنوان نشانگر دارند. هنگامی که در بالاترین ولتاژ کاری، به دلیل مقاومت بالا، مصرف برق آن از مقدار نامی تجاوز نمی کند، اما مقاومت نیز شکسته می شود. دلیل آن این است که مقاومت های لایه نازک مختلف مقادیر مقاومت خود را بر اساس ضخامت لایه نازک کنترل می کنند. برای مقاومت های با مقاومت بالا، پس از زینتر شدن لایه نازک، طول فیلم با شیار کشی افزایش می یابد. هر چه مقدار مقاومت بیشتر باشد، چگالی شیار بیشتر است. هنگامی که در مدارهای ولتاژ بالا استفاده می شود، تخلیه جرقه بین شیارها رخ می دهد و باعث آسیب مقاومت می شود. بنابراین در پاورهای حالت سوئیچ گاهی چندین مقاومت عمداً به صورت سری به هم متصل می شوند تا از بروز این پدیده جلوگیری شود. به عنوان مثال، مقاومت بایاس شروع در منابع تغذیه سوئیچینگ خود برانگیخته معمول، مقاومت لوله های سوئیچینگ متصل به مدارهای جذب DCR در منابع تغذیه سوئیچینگ مختلف، و مقاومت کاربرد در قسمت ولتاژ بالا بالاست های لامپ متال هالید.

PTC و NTC متعلق به اجزای عملکرد حرارتی هستند. PTC دارای ضریب دمایی مثبت بزرگ است، در حالی که NTC دارای ضریب دمایی منفی بزرگ است. مشخصات مقاومت و دمای آن، مشخصات ولت آمپر و رابطه جریان و زمان آن کاملاً با مقاومت های معمولی متفاوت است. در منابع تغذیه حالت سوئیچ، معمولاً از مقاومت های PTC با ضریب دمایی مثبت در مدارهایی که نیاز به منبع تغذیه لحظه ای دارند استفاده می شود. به عنوان مثال، PTC مورد استفاده در مدار منبع تغذیه مدار مجتمع درایو تحریک، جریان راه اندازی را با مقدار مقاومت کم خود در لحظه راه اندازی به مدار مجتمع درایو ارائه می دهد. پس از اینکه مدار یکپارچه یک پالس خروجی ایجاد کرد، سپس با ولتاژ تصحیح شده توسط مدار سوئیچ تغذیه می شود. در طی این فرآیند، PTC به دلیل افزایش دما و مقاومت ناشی از جریان راه اندازی، مدار راه اندازی را به طور خودکار می بندد. مقاومت مشخصه دمای منفی NTC به طور گسترده ای به عنوان یک مقاومت محدود کننده جریان برای ورودی فوری در منابع تغذیه سوئیچینگ استفاده می شود و جایگزین مقاومت های سیمانی سنتی می شود. این نه تنها در مصرف انرژی صرفه جویی می کند، بلکه افزایش دمای داخل دستگاه را نیز کاهش می دهد. در لحظه ای که منبع تغذیه سوئیچینگ روشن می شود، جریان شارژ اولیه خازن فیلتر بسیار زیاد است و NTC به سرعت گرم می شود. پس از اوج شارژ خازن، مقاومت NTC به دلیل افزایش دما کاهش می یابد. در شرایط فعلی کار عادی، مقدار مقاومت پایین خود را حفظ می کند و مصرف برق کل دستگاه را تا حد زیادی کاهش می دهد.

علاوه بر این، وریستورهای اکسید روی نیز معمولاً در مدارهای منبع تغذیه حالت سوئیچ استفاده می شوند. وریستورهای اکسید روی عملکرد بسیار سریع جذب ولتاژ پیک دارند. بزرگترین ویژگی وریستورها این است که وقتی ولتاژ اعمال شده به آنها کمتر از آستانه است، جریانی که از آنها می گذرد بسیار کم است و معادل یک شیر بسته است. هنگامی که ولتاژ از آستانه فراتر می رود، جریان عبوری از آن به شدت افزایش می یابد، معادل باز شدن شیر. با استفاده از این تابع، اضافه ولتاژ غیرعادی که اغلب در مدار اتفاق می افتد را می توان سرکوب کرد و مدار را از آسیب اضافه ولتاژ محافظت کرد. واریستورها معمولاً به ورودی اصلی منابع تغذیه سوئیچینگ متصل هستند و می توانند ولتاژ بالای رعد و برق ناشی از شبکه برق را جذب کنند. هنگامی که ولتاژ شبکه بیش از حد بالا باشد، نقش محافظتی دارند.