Návrh různých ochranných obvodů pro vnitřní součásti stejnosměrného spínaného napájecího zdroje
Ochrana stejnosměrného spínaného napájecího zdroje
Na základě charakteristik stejnosměrných spínaných zdrojů a skutečných elektrických podmínek, aby byl zajištěn bezpečný a spolehlivý provoz stejnosměrných spínaných zdrojů v drsném prostředí a při náhlých poruchách, navrhuje tento článek různé ochranné obvody podle různých situací.
Obvod nadproudové ochrany
Ve stejnosměrném spínaném napájecím obvodu za účelem ochrany regulační trubice před spálením při zkratu obvodu nebo zvýšení proudu. Základní metoda spočívá v tom, že když výstupní proud překročí určitou hodnotu, regulační trubice je ve stavu obráceného předpětí, čímž se odpojí a automaticky odpojí proud obvodu. Jak je znázorněno na obrázku 1, obvod nadproudové ochrany se skládá z tranzistoru BG2 a napěťových děličů odporů R4 a R5. Když obvod funguje normálně, napětí aplikované R4 a R5 způsobí, že základní potenciál BG2 je vyšší než potenciál emitoru a přechod emitoru je vystaven zpětnému napětí. BG2 je tedy ve vypnutém stavu (ekvivalent otevřeného obvodu), což nemá žádný vliv na obvod regulátoru napětí. Když je obvod zkratován, výstupní napětí je nulové a emitor BG2 je ekvivalentní zemi. BG2 je v nasyceném vodivém stavu (ekvivalent zkratu), díky čemuž se základna a emitor regulační elektronky BG1 přiblíží ke zkratu a v odpojeném stavu, čímž přeruší proud obvodu a dosáhne účelu ochrany .
Obvod přepěťové ochrany
Přepěťová ochrana spínacích regulátorů ve stejnosměrných spínaných zdrojích zahrnuje vstupní přepěťovou ochranu a výstupní přepěťovou ochranu. Pokud je napětí neregulovaného zdroje stejnosměrného proudu (jako jsou baterie a usměrňovače) použitého ve spínacím regulátoru příliš vysoké, způsobí to poruchu spínacího regulátoru a dokonce poškození vnitřních součástí. Proto je nutné ve spínaných zdrojích používat obvody vstupní přepěťové ochrany. Obrázek 3 ukazuje ochranný obvod složený z tranzistoru a relé. V tomto obvodu, když je napětí vstupního stejnosměrného zdroje vyšší než hodnota průrazného napětí diody regulátoru napětí, dioda regulátoru napětí se porouchá a odporem R protéká proud, což způsobí, že tranzistor T vede a relé k provozu. Normálně sepnutý kontakt se otevře a přeruší vstup. Obvod ochrany proti polaritě vstupního napájecího zdroje lze zkombinovat se vstupní přepěťovou ochranou za účelem vytvoření obvodu pro rozlišování polarity a ochrany proti přepětí.
Ochranný obvod měkkého startu
Obvod napájecího zdroje spínacího regulátoru je poměrně složitý a vstupní svorka spínacího regulátoru je obecně připojena ke vstupnímu filtru s malou indukčností a velkou kapacitou. V okamžiku spuštění bude filtrační kondenzátor vystaven velkému nárazovému proudu, který může být několikanásobkem normálního vstupního proudu. Takový velký rázový proud roztaví kontakty běžných výkonových spínačů nebo relé a způsobí roztavení vstupní pojistky. Kromě toho mohou rázové proudy také poškodit kondenzátory, zkrátit jejich životnost a způsobit předčasné poškození. Z tohoto důvodu by měl být během spouštění připojen omezovač proudu, aby se kondenzátor nabil. Aby rezistor omezující proud nespotřebovával příliš mnoho energie a neovlivňoval normální činnost spínacího regulátoru, používá se relé, které jej po přechodném procesu zapnutí automaticky zkratuje, takže stejnosměrný zdroj přímo dodává energii. ke spínacímu regulátoru. Tento obvod se nazývá obvod "soft start" stejnosměrného spínaného zdroje.
