Různé ochranné obvody pro vnitřní součásti stejnosměrného zdroje
S rozvojem vědy a techniky se vztah mezi výkonovými elektronickými zařízeními a prací a životem lidí stále více přibližuje a elektronická zařízení se neobejdou bez spolehlivých zdrojů energie. Stejnosměrné spínané zdroje proto začaly hrát stále důležitější roli a dostaly se do různých oblastí elektronických a elektrických zařízení. Stejnosměrné spínané napájecí zdroje byly široce používány v programově řízených spínačích, komunikaci, napájecích zdrojích elektronických detekčních zařízení, napájecích zdrojích řídicích zařízení atd. Současně s rozvojem mnoha špičkových technologií, včetně technologie vysokofrekvenčního přepínání, technologie měkkého spínání, technologie korekce účiníku, technologie synchronního usměrnění, inteligentní technologie, technologie povrchové instalace atd., technologie spínaných zdrojů se neustále inovuje a poskytuje široký vývojový prostor pro stejnosměrné spínané zdroje. Kvůli složitosti řídicího obvodu ve spínaných zdrojích však mají tranzistory a integrovaná zařízení špatnou odolnost vůči elektrickým a tepelným šokům, což uživatelům přináší velké nepohodlí při používání. Za účelem ochrany bezpečnosti samotného spínaného zdroje a zátěže byly na základě principů a vlastností stejnosměrného spínaného zdroje navrženy obvody ochrany proti přehřátí, nadproudové ochrany, přepěťové ochrany a ochrany měkkého rozběhu.
provozní princip
DC spínaný zdroj se skládá ze vstupní části, převodní části, výstupní části a ovládací části. Konverzní část je jádrem spínaného zdroje, který provádí vysokofrekvenční sekání na nestabilním DC a dokončuje konverzní funkci potřebnou pro výstup. Skládá se především ze spínacího tranzistoru a vysokofrekvenčního transformátoru. Obrázek 1 ukazuje schematický diagram a ekvivalentní schematický diagram stejnosměrného spínaného napájecího zdroje, který se skládá z plnovlnného usměrňovače, spínacího tranzistoru V, budícího signálu, volnoběžné diody Vp, indukčního akumulátoru energie a filtračního kondenzátoru C. jádrem stejnosměrného spínaného zdroje je stejnosměrný transformátor.
charakteristický
Aby uspokojili potřeby uživatelů, hlavní výrobci spínaných napájecích zdrojů na domácím i mezinárodním trhu se zavázali k synchronnímu vývoji nových typů vysoce inteligentních součástek, zejména zlepšením ztrát sekundárních usměrňovacích zařízení a zvýšením technologických inovací v oblasti výkonového feritu (Mn Zn). materiály pro zlepšení schopnosti získat vysoké magnetické vlastnosti při vysokých frekvencích a vysokých hustotách magnetického toku. Současně aplikace technologie SMT dosáhla významného pokroku ve spínaných zdrojích napájení. Uspořádejte komponenty na obou stranách desky plošných spojů tak, aby byl spínaný zdroj lehký, malý a tenký. Trendem vývoje stejnosměrných spínaných zdrojů je proto vysokofrekvenční, vysoká spolehlivost, nízká spotřeba, nízká hlučnost, odolnost proti rušení a modularizace.
Nevýhodou stejnosměrného spínaného zdroje je to, že má silné spínací rušení a slabou schopnost přizpůsobit se drsnému prostředí a náhlým poruchám. Vzhledem k propasti mezi domácí mikroelektronickou technologií, výrobní technologií odporových a kapacitních zařízení a technologií magnetických materiálů a některými technologicky vyspělými zeměmi je technologie výroby stejnosměrných spínaných zdrojů obtížná, údržba je problematická a náklady jsou vysoké.
Ochrana stejnosměrného spínaného zdroje
Na základě charakteristik a skutečných elektrických podmínek stejnosměrných spínaných zdrojů, 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, aby se chránila nastavovací trubice před spálením, když je obvod zkratován nebo se zvyšuje proud. Základní metodou je nastavení tranzistoru do stavu zpětného předpětí, když výstupní proud překročí určitou hodnotu, čímž dojde k odpojení a automatickému odpojení proudu obvodu. Obvod nadproudové ochrany se skládá z tranzistoru BG2 a napěťového dělicího rezistoru R4 a R5. Když obvod funguje normálně, působení napětí mezi R4 a R5 způsobí, že základní potenciál BG2 je vyšší než potenciál emitoru a přechod emitoru nese zpětné napětí. BG2 je tedy v odpojeném stavu (ekvivalent otevřeného obvodu), což nemá žádný vliv na obvod stabilizace napětí. Když je obvod zkratován, výstupní napětí je nulové a emitor BG2 je ekvivalentní zemi. Proto je BG2 ve stavu nasycené vodivosti (ekvivalentní zkratu), čímž se základna a emitor nastavovací trubice BG1 přibližují ke zkratu a jsou ve stavu přerušení, čímž přeruší proud obvodu a dosáhne ochranných cílů.
Obvod přepěťové ochrany
Obvod spínaného regulovaného napájecího zdroje je poměrně složitý a vstupní konec spínaného regulovaného napájecího zdroje je obecně připojen ke vstupnímu filtru s malou indukčností a velkou kapacitou. V okamžiku spuštění bude filtračním kondenzátorem protékat velký nárazový proud, který může být několikanásobkem normálního vstupního proudu. Takový velký rázový proud roztaví kontakty běžných výkonových spínačů nebo relé a způsobí přepálení vstupní pojistky. Navíc rázové proudy mohou také poškodit kondenzátory, zkrátit jejich životnost a způsobit předčasné poškození. Z tohoto důvodu by měl být při spouštění připojen proudový omezovací odpor a kondenzátor by měl být nabíjen přes tento proudový omezovací odpor. Aby rezistor omezující proud nespotřebovával příliš mnoho energie, což může ovlivnit normální činnost regulátoru spínače, používá se relé k jeho automatickému zkratování po přechodném procesu spuštění, takže stejnosměrný napájecí zdroj přímo dodává energii. k regulátoru spínače. Tento obvod se nazývá obvod "soft start" napájecího zdroje DC spínače.
