Razni zaštitni sklopovi za unutarnje komponente istosmjernog napajanja
S razvojem znanosti i tehnologije, odnos između energetske elektroničke opreme i rada i života ljudi postaje sve tješnji, a elektronička oprema ne može bez pouzdanih izvora napajanja. Stoga su DC prekidački izvori napajanja počeli igrati sve važniju ulogu i ušli su u razna područja elektroničke i električne opreme. DC prekidački izvori napajanja naširoko su korišteni u programski kontroliranim sklopkama, komunikacijama, izvorima napajanja elektroničke opreme za otkrivanje, izvorima napajanja upravljačke opreme, itd. U isto vrijeme, s razvojem mnogih visokotehnoloških tehnologija, uključujući tehnologiju visokofrekventnih prekidača, tehnologija mekog preklapanja, tehnologija korekcije faktora snage, tehnologija sinkronog ispravljanja, inteligentna tehnologija, tehnologija površinske instalacije itd., tehnologija prekidačkog napajanja neprestano se inovira, pružajući širok raspon razvojnog prostora za istosmjerno prekidačko napajanje. Međutim, zbog složenosti upravljačkog kruga u sklopnim izvorima napajanja, tranzistori i integrirani uređaji imaju slabu otpornost na električne i toplinske udare, što donosi velike neugodnosti korisnicima tijekom uporabe. Kako bi se zaštitila sigurnost samog prekidačkog napajanja i opterećenja, na temelju načela i karakteristika istosmjernog sklopnog napajanja, projektirana su zaštita od pregrijavanja, prekostrujna zaštita, zaštita od prenapona i zaštitni krugovi za meki start.
princip rada
DC prekidački izvor napajanja sastoji se od ulaznog dijela, dijela za pretvorbu snage, izlaznog dijela i upravljačkog dijela. Dio za pretvorbu snage jezgra sklopnog napajanja, koji izvodi visokofrekventno sjeckanje na nestabilnoj istosmjernoj struji i dovršava funkciju pretvorbe potrebnu za izlaz. Uglavnom se sastoji od sklopnog tranzistora i visokofrekventnog transformatora. Slika 1 prikazuje shematski dijagram i ekvivalentni shematski dijagram istosmjernog prekidačkog izvora napajanja, koji se sastoji od punovalnog ispravljača, sklopnog tranzistora V, pobudnog signala, diode slobodnog hoda Vp, induktora za skladištenje energije i filterskog kondenzatora C. Zapravo, glavni dio DC prekidačkog napajanja je DC transformator.
karakteristika
Kako bi zadovoljili potrebe korisnika, veliki domaći i međunarodni proizvođači sklopnih napajanja predani su sinkronom razvoju novih vrsta visoko inteligentnih komponenti, posebno poboljšanjem gubitaka sekundarnih uređaja za ispravljanje i povećanjem tehnoloških inovacija u feritu snage (Mn Zn) materijala za poboljšanje sposobnosti dobivanja visokih magnetskih svojstava pri visokim frekvencijama i visokim gustoćama magnetskog toka. U isto vrijeme, primjena SMT tehnologije značajno je napredovala u prekidačkim izvorima napajanja. Rasporedite komponente na obje strane tiskane ploče kako biste osigurali da prekidački izvor napajanja bude lagan, malen i tanak. Stoga je trend razvoja istosmjernog sklopnog napajanja visoka frekvencija, visoka pouzdanost, niska potrošnja, niska razina buke, zaštita od smetnji i modularizacija.
Nedostatak istosmjernog sklopnog napajanja je to što ima jake sklopne smetnje i slabu sposobnost prilagodbe teškim okruženjima i iznenadnim kvarovima. Zbog jaza između domaće tehnologije mikroelektronike, proizvodne tehnologije otporničkih i kapacitivnih uređaja i tehnologije magnetskih materijala i nekih tehnološki naprednih zemalja, proizvodna tehnologija DC sklopnih izvora napajanja je teška, održavanje problematično, a cijena visoka.
Zaštita DC prekidačkog napajanja
Na temelju karakteristika i stvarnih električnih uvjeta istosmjernih prekidačkih izvora napajanja, kako bi se osigurao siguran i pouzdan rad istosmjernih sklopnih izvora napajanja u teškim okruženjima i iznenadnim kvarovima, ovaj članak dizajnira različite zaštitne krugove prema različitim situacijama.
Prekostrujni zaštitni krug
U krugu istosmjernog prekidačkog napajanja, kako bi se cijev za podešavanje zaštitila od pregorjevanja kada je krug kratko spojen ili se struja poveća. Osnovna metoda je prilagoditi tranzistor na stanje obrnute prednapone kada izlazna struja prijeđe određenu vrijednost, čime se prekida i automatski prekida struja kruga. Prekostrujni zaštitni krug sastoji se od tranzistora BG2 i otpornika razdjelnika napona R4 i R5. Kada krug radi normalno, djelovanje napona između R4 i R5 uzrokuje da osnovni potencijal BG2 bude viši od potencijala emitera, a spoj emitera nosi obrnuti napon. Dakle, BG2 je u stanju isključenja (ekvivalentno otvorenom krugu), što nema utjecaja na krug stabilizacije napona. Kada je krug u kratkom spoju, izlazni napon je nula, a emiter BG2 je ekvivalentan masi. Stoga je BG2 u stanju zasićene vodljivosti (ekvivalent kratkom spoju), čineći bazu i emiter cijevi za podešavanje BG1 blizu kratkog spoja i u stanju prekida, prekidajući struju kruga i postižući zaštitne svrhe.
Zaštitni krug od prenapona
Strujni krug napajanja reguliranog prekidačem je relativno složen, a ulazni kraj napajanja reguliranog prekidačem općenito je spojen na ulazni filtar s malim induktivitetom i velikim kapacitetom. U trenutku pokretanja, kondenzator filtera će teći velikom udarnom strujom, koja može biti nekoliko puta veća od normalne ulazne struje. Tako velika udarna struja otopit će kontakte običnih prekidača ili releja i uzrokovati pregorijevanje ulaznog osigurača. Osim toga, udarne struje također mogu oštetiti kondenzatore, skraćujući njihov životni vijek i uzrokujući prerano oštećenje. Iz tog razloga, prilikom pokretanja treba spojiti otpornik za ograničavanje struje, a kondenzator treba puniti kroz ovaj otpornik za ograničavanje struje. Kako bi se spriječilo da otpornik za ograničavanje struje troši previše energije, što može utjecati na normalan rad regulatora prekidača, koristi se relej za automatski kratki spoj nakon prolaznog procesa pokretanja, tako da DC napajanje izravno napaja struju na regulator prekidača. Ovaj krug se naziva "soft start" krug napajanja DC sklopke.
