Beskyttelsesteknologi for DC Switching Regulated Power Supply
Høyeffektsvitsjingsenhetene som brukes i den gjeldende svitsjeregulatoren er dyrere, og kontrollkretsen er mer komplisert. I tillegg er belastningen til bryterregulatoren generelt et elektronisk system installert med et stort antall høyt integrerte enheter. Transistorer og integrerte enheter har dårlig motstand mot elektriske og termiske støt.
Derfor bør beskyttelsen av bryterregulatoren ta hensyn til sikkerheten til selve regulatoren og lasten. Det finnes mange typer beskyttelseskretser, her er polaritetsbeskyttelse, programbeskyttelse, overstrømsbeskyttelse, overspenningsbeskyttelse, underspenningsbeskyttelse og overopphetingsbeskyttelse og andre kretser. Flere beskyttelsesmetoder velges vanligvis for å kombineres for å danne et komplett beskyttelsessystem.
Bytte beskyttelseskrets for strømforsyning
Inngangen til en DC-svitsjingsregulator er vanligvis en uregulert DC-strømforsyning. På grunn av feil betjening eller utilsiktet tilkobling vil polariteten til bryteren bli skadet, noe som vil skade strømforsyningen.
Formålet med polaritetsbeskyttelse er å få bryterregulatoren til å fungere kun når den er koblet til en uregulert likestrømkilde med riktig polaritet. Strømforsyningens polaritetsbeskyttelse kan oppnås ved å bruke enveisledningsenheter. Den enkleste polaritetsbeskyttelseskretsen er vist i figuren. Siden dioden D må strømme gjennom den totale inngangsstrømmen til koblingsregulatoren, er denne kretsen mer egnet for svitsjeregulatorer med lav effekt. Ved høy effekt brukes polaritetsbeskyttelseskretsen som et ledd i programbeskyttelsen, noe som kan spare høyeffektdioden som kreves for polaritetsbeskyttelsen, og strømforbruket vil også reduseres.
Programbeskyttelse
Kretsen til den svitsjeregulerte strømforsyningen er mer kompleks, og kan i utgangspunktet deles inn i en laveffektkontrolldel og en høyeffektsvitsjingsdel. Byttetransistorer har høy effekt. For å beskytte sikkerheten ved å bytte transistorer når du slår på eller av strømforsyningen, må kontrollkretser med lav effekt som modulatorer og forsterkere først fungere. For dette formål er det nødvendig å sikre riktig oppstartsprosedyre.
Inngangsenden til svitsjeregulatoren er vanligvis koblet til et inngangsfilter med liten induktans og stor kapasitans. I øyeblikket av strømmen vil en stor støtstrøm flyte gjennom filterkondensatoren, og denne støtstrømmen kan være flere ganger den normale inngangsstrømmen. En så stor overspenningsstrøm kan smelte kontaktene til vanlige strømbrytere eller releer og blåse inngangssikringen. I tillegg kan innkoblingsstrøm skade kondensatorer, forkorte levetiden og forårsake for tidlig feil. Av denne grunn bør en strømbegrensende motstand kobles til ved oppstart, og kondensatoren skal lades gjennom denne strømbegrensende motstanden. For ikke å få strømbegrensningsmotstanden til å forbruke for mye strøm og påvirke normal drift av bryterregulatoren, brukes et relé for å automatisk kortslutte den etter oppstartstransientprosessen, slik at likestrømforsyningen direkte leverer strøm til bryterregulatoren, som bildet viser. Denne kretsen kalles "mykstart"-kretsen til en bytteregulator.
3. Overstrømsbeskyttelse
Når det er uventede situasjoner som lastkortslutning, overbelastning eller kontrollkretssvikt, vil strømmen som flyter gjennom svitsjetransistoren i spenningsstabilisatoren være for stor, noe som vil øke strømforbruket til røret og forårsake varme. Hvis det ikke er noen overstrømsbeskyttelse, kan svitsjetransistoren med høy effekt bli skadet. Derfor er overstrømsbeskyttelse ofte brukt til å bytte regulatorer. Den mest økonomiske og enkle måten er å bruke en sikring. På grunn av den lille varmekapasiteten til transistoren, kan vanlige sikringer generelt ikke spille en beskyttende rolle, og sikringer med raske slag er ofte brukt. Denne metoden har fordelen av enkel beskyttelse, men spesifikasjonen til sikringen må velges i henhold til kravene til det sikre arbeidsområdet til den spesifikke brytertransistoren. Ulempen med dette overstrømsbeskyttelsestiltaket er ulempen med hyppig utskifting av sikringer.
Strømbegrensende beskyttelse og strømavbruddsbeskyttelse som vanligvis brukes i lineære regulatorer, kan brukes i bytteregulatorer. Imidlertid, i henhold til egenskapene til svitsjeregulatoren, kan ikke utgangen til denne beskyttelseskretsen direkte kontrollere svitsjetransistoren, men utgangen fra overstrømsbeskyttelsen må konverteres til en pulskommando for å kontrollere modulatoren for å beskytte svitsjetransistoren. For å realisere overstrømsbeskyttelse er det generelt nødvendig å bruke en prøvemotstand i serie i kretsen, noe som vil påvirke effektiviteten til strømforsyningen, så den brukes mest i laveffektssvitsjingsregulatorer. I den regulerte strømforsyningen med høy effekt, med tanke på strømforbruket, bør tilgangen til prøvemotstanden unngås så mye som mulig. Derfor konverteres overstrømsbeskyttelse vanligvis til over- og underspenningsvern.
4. Overspenningsvern
Overspenningsbeskyttelsen til svitsjeregulatorer inkluderer inngangsoverspenningsbeskyttelse og utgangsoverspenningsbeskyttelse. Hvis spenningen til den uregulerte likestrømforsyningen som batteri og likeretter som brukes av bryterregulatoren er for høy, kan ikke bryterregulatoren fungere normalt, og til og med skade de interne enhetene. Derfor er det nødvendig å bruke en inngangsoverspenningsbeskyttelseskrets.
5. Underspenningsvern
Når utgangsspenningen er lavere enn den spesifiserte verdien, reflekterer det en unormalitet i inngangs-DC-strømforsyningen, inne i bryterregulatoren eller utgangsbelastningen. Når inngangs DC-strømforsyningsspenningen faller under den angitte verdien, vil utgangsspenningen til svitsjeregulatoren falle og inngangsstrømmen øke, noe som vil sette både svitsjetransistoren og inngangsstrømforsyningen i fare. Derfor er det nødvendig å stille inn underspenningsvern
6. Overopphetingsbeskyttelse
Den høye integrasjonen, lette vekten og det lille volumet til svitsjeregulatorer øker krafttettheten per volumenhet kraftig, og kravene til komponentene inne i strømforsyningsenheten for deres arbeidsmiljøtemperatur øker også tilsvarende. Ellers vil kretsytelsen forringes og komponenter vil svikte for tidlig. Derfor bør overopphetingsbeskyttelse stilles inn i svitsjeregulatorer med høy effekt.
