Rôzne ochranné obvody pre vnútorné komponenty jednosmerného napájania
S rozvojom vedy a techniky sa vzťah medzi napájacími elektronickými zariadeniami a prácou a životom ľudí čoraz viac zužuje a elektronické zariadenia sa nezaobídu bez spoľahlivých zdrojov energie. Preto spínané zdroje jednosmerného prúdu začali hrať čoraz dôležitejšiu úlohu a dostali sa do rôznych oblastí elektronických a elektrických zariadení. Jednosmerné spínané napájacie zdroje sa široko používajú v programovo riadených spínačoch, komunikácii, napájacích zdrojoch elektronických detekčných zariadení, napájacích zdrojoch riadiacich zariadení atď. Súčasne s rozvojom mnohých špičkových technológií, vrátane technológie vysokofrekvenčného spínania, mäkká spínacia technológia, technológia korekcie účinníka, technológia synchrónneho usmerňovania, inteligentná technika, technológia povrchovej inštalácie atď., technológia spínaných zdrojov sa neustále inovuje, čím poskytuje široký vývojový priestor pre DC spínané zdroje. Tranzistory a integrované zariadenia však majú z dôvodu zložitosti riadiaceho obvodu pri spínaných zdrojoch slabú odolnosť voči elektrickým a tepelným šokom, čo prináša používateľom veľké nepohodlie pri používaní. Na ochranu bezpečnosti samotného spínaného zdroja a záťaže boli na základe princípov a charakteristík jednosmerného spínaného zdroja navrhnuté obvody ochrany proti prehriatiu, nadprúdovej ochrany, prepäťovej ochrany a ochrany mäkkého rozbehu.
princíp fungovania
Jednosmerný spínaný zdroj sa skladá zo vstupnej časti, meniacej časti, výstupnej časti a riadiacej časti. Konverzná časť je jadrom spínaného zdroja, ktorý vykonáva vysokofrekvenčné sekanie na nestabilnom jednosmernom prúde a dokončuje konverznú funkciu potrebnú pre výstup. Pozostáva predovšetkým zo spínacieho tranzistora a vysokofrekvenčného transformátora. Obrázok 1 zobrazuje schematický diagram a ekvivalentný schematický diagram jednosmerného spínaného napájacieho zdroja, ktorý sa skladá z plnovlnového usmerňovača, spínacieho tranzistora V, budiaceho signálu, voľnobežnej diódy Vp, indukčného akumulátora energie a filtračného kondenzátora C. V skutočnosti jadrom jednosmerného spínaného zdroja je jednosmerný transformátor.
charakteristický
S cieľom uspokojiť potreby používateľov sa hlavní výrobcovia spínaných zdrojov napájania na domácom aj medzinárodnom trhu zaviazali k synchrónnemu vývoju nových typov vysoko inteligentných komponentov, najmä zlepšením strát sekundárnych usmerňovacích zariadení a zvýšením technologických inovácií v oblasti výkonového feritu (Mn Zn). materiály na zlepšenie schopnosti získať vysoké magnetické vlastnosti pri vysokých frekvenciách a vysokých hustotách magnetického toku. Aplikácia technológie SMT zároveň urobila významný pokrok v spínaných zdrojoch napájania. Usporiadajte komponenty na oboch stranách dosky plošných spojov, aby ste zabezpečili, že spínaný zdroj je ľahký, malý a tenký. Trendom vývoja jednosmerného spínaného napájacieho zdroja je preto vysoká frekvencia, vysoká spoľahlivosť, nízka spotreba, nízka hlučnosť, ochrana proti rušeniu a modularizácia.
Nevýhodou spínaného zdroja jednosmerného prúdu je to, že má silné spínacie rušenie a slabú schopnosť prispôsobiť sa drsnému prostrediu a náhlym poruchám. Vzhľadom na priepasť medzi domácou mikroelektronickou technológiou, výrobnou technológiou odporových a kapacitných zariadení a technológiou magnetických materiálov a niektorými technologicky vyspelými krajinami je výrobná technológia jednosmerných spínaných zdrojov obtiažna, údržba je problematická a náklady sú vysoké.
Ochrana DC spínaného zdroja
Na základe charakteristík a skutočných elektrických podmienok spínaných zdrojov jednosmerného prúdu, aby sa zabezpečila bezpečná a spoľahlivá prevádzka spínaných zdrojov jednosmerného prúdu v drsnom prostredí a pri náhlych poruchách, tento článok navrhuje rôzne ochranné obvody podľa rôznych situácií.
Nadprúdový ochranný obvod
V jednosmernom spínanom napájacom obvode, aby sa chránila nastavovacia trubica pred vyhorením pri skrate obvodu alebo zvýšení prúdu. Základnou metódou je nastavenie tranzistora do stavu spätného predpätia, keď výstupný prúd prekročí určitú hodnotu, čím sa preruší a automaticky odpojí prúd obvodu. Obvod nadprúdovej ochrany pozostáva z tranzistora BG2 a odporu deliča napätia R4 a R5. Keď obvod funguje normálne, pôsobenie napätia medzi R4 a R5 spôsobí, že základný potenciál BG2 je vyšší ako potenciál emitora a prechod emitora nesie spätné napätie. Takže BG2 je v odpojenom stave (ekvivalent otvoreného obvodu), čo nemá žiadny vplyv na obvod stabilizácie napätia. Keď je obvod skratovaný, výstupné napätie je nulové a emitor BG2 je ekvivalentný zemi. Preto je BG2 v stave nasýtenej vodivosti (ekvivalent skratu), vďaka čomu je základňa a vysielač nastavovacej trubice BG1 blízko skratu a v stave vypnutia, čím sa preruší prúd obvodu a dosiahne sa ochrana.
Obvod prepäťovej ochrany
Obvod spínacieho regulovaného napájacieho zdroja je relatívne zložitý a vstupný koniec spínacieho regulovaného napájacieho zdroja je všeobecne pripojený k vstupnému filtru s malou indukčnosťou a veľkou kapacitou. V momente spustenia bude filtračným kondenzátorom pretekať veľký nárazový prúd, ktorý môže byť niekoľkonásobkom bežného vstupného prúdu. Takýto veľký nárazový prúd roztaví kontakty bežných vypínačov alebo relé a spôsobí prepálenie vstupnej poistky. Okrem toho môžu nárazové prúdy poškodiť aj kondenzátory, skrátiť ich životnosť a spôsobiť predčasné poškodenie. Z tohto dôvodu by mal byť pri spustení pripojený odpor obmedzujúci prúd a kondenzátor by sa mal nabíjať cez tento odpor obmedzujúci prúd. Aby sa zabránilo tomu, že odpor obmedzujúci prúd spotrebováva príliš veľa energie, čo môže ovplyvniť normálnu činnosť regulátora spínača, relé sa používa na jeho automatické skratovanie po prechodnom procese spustenia, takže zdroj jednosmerného prúdu priamo dodáva energiu. k regulátoru spínača. Tento obvod sa nazýva obvod "mäkkého štartu" napájacieho zdroja DC spínača.
