Beskyttelsesteknologi af DC Switching Regulated Power Supply
De højeffektskoblingsenheder, der bruges i den nuværende omskiftningsregulator, er dyrere, og kontrolkredsløbet er mere kompliceret. Derudover er belastningen af omskiftningsregulatoren generelt et elektronisk system installeret med et stort antal højt integrerede enheder. Transistorer og integrerede enheder har dårlig modstand mod elektriske og termiske stød.
Derfor bør beskyttelsen af omskiftningsregulatoren tage højde for sikkerheden af selve regulatoren og belastningen. Der er mange typer beskyttelseskredsløb, her er polaritetsbeskyttelse, programbeskyttelse, overstrømsbeskyttelse, overspændingsbeskyttelse, underspændingsbeskyttelse og overophedningsbeskyttelse og andre kredsløb. Flere beskyttelsesmetoder vælges normalt til at blive kombineret til et komplet beskyttelsessystem.
Skiftende strømforsyningsbeskyttelseskredsløb
Indgangen til en DC-omskifterregulator er generelt en ureguleret DC-strømforsyning. På grund af forkert betjening eller utilsigtet tilslutning vil kontaktens polaritet blive beskadiget, hvilket vil beskadige strømforsyningen.
Formålet med polaritetsbeskyttelse er at få omskiftningsregulatoren til kun at virke, når den er tilsluttet en ureguleret jævnstrømskilde med den korrekte polaritet. Strømforsyningens polaritetsbeskyttelse kan opnås ved at bruge ensrettede ledende enheder. Det enkleste polaritetsbeskyttelseskredsløb er vist på figuren. Da dioden D skal strømme gennem omskiftningsregulatorens totale indgangsstrøm, er dette kredsløb mere velegnet til laveffektskoblingsregulatorer. Ved høj effekt bruges polaritetsbeskyttelseskredsløbet som et led i programbeskyttelsen, hvilket kan spare den højeffektdiode, der kræves til polaritetsbeskyttelsen, og strømforbruget vil også blive reduceret.
Program beskyttelse
Kredsløbet for den skiftende regulerede strømforsyning er mere kompleks og kan grundlæggende opdeles i en laveffektkontroldel og en højeffektomskifterdel. Skiftende transistorer har høj effekt. For at beskytte sikkerheden ved at skifte transistorer, når du tænder eller slukker for strømforsyningen, skal laveffekt-kontrolkredsløb såsom modulatorer og forstærkere først fungere. Til dette formål er det nødvendigt at sikre den korrekte opstartsprocedure.
Indgangsenden af omskiftningsregulatoren er generelt forbundet med et indgangsfilter med en lille induktans og en stor kapacitans. I det øjeblik, den tændes, vil der strømme en stor overspændingsstrøm gennem filterkondensatoren, og denne overspændingsstrøm kan være flere gange den normale indgangsstrøm. En så stor overspændingsstrøm kan smelte kontakterne på almindelige strømafbrydere eller relæer og sprænge indgangssikringen. Derudover kan startstrøm beskadige kondensatorer, forkorte deres levetid og forårsage for tidlig fejl. Af denne grund bør en strømbegrænsende modstand tilsluttes ved opstart, og kondensatoren skal oplades gennem denne strømbegrænsende modstand. For ikke at få strømbegrænsningsmodstanden til at forbruge for meget strøm og påvirke den normale drift af koblingsregulatoren, bruges et relæ til automatisk at kortslutte den efter starttransientprocessen, således at DC-strømforsyningen direkte leverer strøm til skifteregulatoren, som billedet viser. Dette kredsløb kaldes "soft-start"-kredsløbet for en koblingsregulator.
3. Overstrømsbeskyttelse
Når der er uventede situationer såsom belastningskortslutning, overbelastning eller kontrolkredsløbsfejl, vil strømmen, der strømmer gennem koblingstransistoren i spændingsstabilisatoren, være for stor, hvilket vil øge rørets strømforbrug og forårsage varme. Hvis der ikke er nogen overstrømsbeskyttelsesanordning, kan højeffektskoblingstransistoren blive beskadiget. Derfor er overstrømsbeskyttelse almindeligvis brugt til at skifte regulatorer. Den mest økonomiske og nemme måde er at bruge en sikring. På grund af transistorens lille varmekapacitet kan almindelige sikringer generelt ikke spille en beskyttende rolle, og hurtige sikringer er almindeligt anvendte. Denne metode har fordelen ved nem beskyttelse, men specifikationen af sikringen skal vælges i henhold til kravene til det sikre arbejdsområde for den specifikke switch-transistor. Ulempen ved denne overstrømsbeskyttelsesforanstaltning er ulejligheden ved hyppig udskiftning af sikringer.
Strømbegrænsende beskyttelse og strømafbrydelsesbeskyttelse, der almindeligvis anvendes i lineære regulatorer, kan anvendes i skiftende regulatorer. Men ifølge koblingsregulatorens karakteristika kan udgangen af dette beskyttelseskredsløb ikke direkte styre koblingstransistoren, men outputtet fra overstrømsbeskyttelsen skal konverteres til en pulskommando for at styre modulatoren for at beskytte koblingstransistoren. For at realisere overstrømsbeskyttelse er det generelt nødvendigt at bruge en samplingsmodstand i serie i kredsløbet, hvilket vil påvirke effektiviteten af strømforsyningen, så det bruges mest i lav-effekt switching regulatorer. I høj-effekt switching reguleret strømforsyning, i betragtning af strømforbruget, bør adgangen til prøvetagningsmodstanden undgås så meget som muligt. Derfor konverteres overstrømsbeskyttelse normalt til over- og underspændingsbeskyttelse.
4. Overspændingsbeskyttelse
Overspændingsbeskyttelsen af skiftende regulatorer omfatter indgangsoverspændingsbeskyttelse og udgangsoverspændingsbeskyttelse. Hvis spændingen på den uregulerede jævnstrømsforsyning, såsom batteri og ensretter, der bruges af omskiftningsregulatoren, er for høj, kan omskiftningsregulatoren ikke fungere normalt og endda beskadige de interne enheder. Derfor er det nødvendigt at bruge et indgangsoverspændingsbeskyttelseskredsløb.
5. Underspændingsbeskyttelse
Når udgangsspændingen er lavere end den specificerede værdi, afspejler det en abnormitet i indgangs DC-strømforsyningen, inde i omskiftningsregulatoren eller udgangsbelastningen. Når indgangs-DC-strømforsyningsspændingen falder under den specificerede værdi, falder udgangsspændingen fra switching-regulatoren, og indgangsstrømmen vil stige, hvilket vil bringe både switch-transistoren og input-strømforsyningen i fare. Derfor er det nødvendigt at indstille underspændingsbeskyttelse
6. Overophedningsbeskyttelse
Den høje integration, lette vægt og lille volumen af omskiftningsregulatorer øger kraftigt effekttætheden pr. volumenenhed, og kravene til komponenterne inde i strømforsyningsenheden til deres arbejdsmiljøtemperatur stiger også tilsvarende. Ellers vil kredsløbets ydeevne forringes, og komponenterne vil svigte for tidligt. Derfor bør overophedningsbeskyttelse indstilles i højeffekt switching regulatorer.
