Технология за защита на DC импулсно регулирано захранване
Превключващите устройства с висока мощност, използвани в текущия превключващ регулатор, са по-скъпи и веригата за управление е по-сложна. В допълнение, натоварването на импулсния регулатор обикновено е електронна система, инсталирана с голям брой силно интегрирани устройства. Транзисторите и интегрираните устройства имат слаба устойчивост на електрически и термични удари.
Следователно защитата на импулсния регулатор трябва да отчита безопасността на самия регулатор и товара. Има много видове защитни вериги, тук са защита срещу полярност, програмна защита, защита от свръхток, защита от пренапрежение, защита от ниско напрежение и защита от прегряване и други вериги. Обикновено се избират няколко метода за защита, които се комбинират, за да се образува цялостна система за защита.
Защитна схема на импулсно захранване
Входът към DC импулсен регулатор обикновено е нерегулирано постояннотоково захранване. Поради неправилна работа или случайно свързване, поляритетът на превключвателя ще бъде повреден, което ще повреди импулсното захранване.
Целта на защитата на полярността е да накара превключващия регулатор да работи само когато е свързан към нерегулиран източник на постоянен ток с правилния поляритет. Защитата на полярността на захранването може да се постигне чрез използване на еднопосочни проводими устройства. Най-простата верига за защита на полярността е показана на фигурата. Тъй като диодът D трябва да преминава през общия входен ток на импулсния регулатор, тази схема е по-подходяща за импулсни регулатори с ниска мощност. В случай на висока мощност веригата за защита на полярността се използва като връзка в програмната защита, което може да спести диод с висока мощност, необходим за защита на полярността, и консумацията на енергия също ще бъде намалена.
Програмна защита
Веригата на импулсно регулираното захранване е по-сложна и може основно да бъде разделена на контролна част с ниска мощност и превключваща част с висока мощност. Превключващите транзистори са с висока мощност. За да се защити безопасността на превключващите транзистори при включване или изключване на захранването, управляващите вериги с ниска мощност като модулатори и усилватели трябва първо да работят. За тази цел е необходимо да се осигури правилната процедура за зареждане.
Входният край на превключващия регулатор обикновено е свързан с входен филтър с малка индуктивност и голям капацитет. В момента на включване през филтърния кондензатор ще протече голям ударен ток и този ударен ток може да бъде няколко пъти по-голям от нормалния входен ток. Такъв голям ударен ток може да разтопи контактите на обикновените захранващи превключватели или релета и да изгори входния предпазител. В допълнение, пусковият ток може да повреди кондензаторите, съкращавайки живота им и причинявайки преждевременна повреда. Поради тази причина трябва да се свърже токоограничаващ резистор при стартиране и кондензаторът трябва да се зарежда през този токоограничаващ резистор. За да не се накара резисторът за ограничаване на тока да консумира твърде много енергия и да повлияе на нормалната работа на превключващия регулатор, се използва реле за автоматично късо съединение след преходния процес на стартиране, така че захранването с постоянен ток директно да захранва захранването към превключващия регулатор, както показва снимката. Тази верига се нарича верига за "мек старт" на превключващ регулатор.
3. Защита от пренапрежение
Когато има неочаквани ситуации като късо съединение на натоварване, претоварване или повреда на веригата за управление, токът, протичащ през превключващия транзистор в стабилизатора на напрежението, ще бъде твърде голям, което ще увеличи консумацията на енергия на тръбата и ще причини топлина. Ако няма устройство за защита от свръхток, превключващият транзистор с висока мощност може да се повреди. Следователно защитата от свръхток обикновено се използва в импулсни регулатори. Най-икономичният и лесен начин е да използвате предпазител. Поради малкия топлинен капацитет на транзистора обикновените предпазители обикновено не могат да играят защитна роля и обикновено се използват предпазители с бърз удар. Този метод има предимството на лесна защита, но спецификацията на предпазителя трябва да бъде избрана в съответствие с изискванията на безопасната работна зона на конкретния превключващ транзистор. Недостатъкът на тази мярка за защита от свръхток е неудобството от честа смяна на предпазителя.
Защитата за ограничаване на тока и защитата срещу прекъсване на тока, които обикновено се използват в линейните регулатори, могат да се прилагат в импулсни регулатори. Въпреки това, според характеристиките на превключващия регулатор, изходът на тази защитна верига не може директно да управлява превключващия транзистор, но изходът на защитата от свръхток трябва да се преобразува в импулсна команда за управление на модулатора за защита на превключващия транзистор. За да се реализира защита от свръхток, обикновено е необходимо да се използва резистор за вземане на проби последователно във веригата, което ще повлияе на ефективността на захранването, така че се използва най-вече в превключващи регулатори с ниска мощност. При импулсно регулирано захранване с висока мощност, като се има предвид консумацията на енергия, достъпът на резистора за вземане на проби трябва да се избягва възможно най-много. Следователно защитата от свръхток обикновено се преобразува в защита от свръх и ниско напрежение.
4. Защита от пренапрежение
Защитата от пренапрежение на импулсните регулатори включва защита от пренапрежение на входа и защита от пренапрежение на изхода. Ако напрежението на нерегулираното захранване с постоянен ток, като батерията и токоизправителя, използвани от превключващия регулатор, е твърде високо, превключващият регулатор не може да работи нормално и дори да повреди вътрешните устройства. Следователно е необходимо да се използва верига за защита от пренапрежение на входа.
5. Защита от ниско напрежение
Когато изходното напрежение е по-ниско от определената стойност, това отразява аномалия във входното DC захранване, вътре в превключващия регулатор или изходния товар. Когато входното DC захранващо напрежение падне под определената стойност, изходното напрежение на превключващия регулатор ще падне и входният ток ще се увеличи, което ще застраши както превключващия транзистор, така и входното захранване. Поради това е необходимо да се зададе защита от ниско напрежение
6. Защита от прегряване
Високата интеграция, лекото тегло и малкият обем на превключващите регулатори значително увеличават плътността на мощността на единица обем и изискванията на компонентите вътре в захранващото устройство за температурата на тяхната работна среда също се увеличават съответно. В противен случай производителността на веригата ще се влоши и компонентите ще се повредят преждевременно. Следователно защитата от прегряване трябва да бъде настроена в превключващи регулатори с висока мощност.
