Разработчики знают, что в дополнение к обеспечению стабильного постоянного (или переменного) напряжения при изменении нагрузки и линии, переходных процессах в системе и шумовых отклонениях, источник питания также должен иметь возможность защищать себя от временных и постоянных неисправностей (внутренних или внешних). ), чтобы предотвратить повреждение груза.
Защита включает в себя множество аспектов, и многие источники энергии используют их комбинацию:
Защита от перегрузки (перегрузки по току / короткого замыкания), включая классические предохранители (предохранители), обеспечивает защиту источника питания в случае короткого замыкания цепи нагрузки или начала поглощения слишком большого тока. Многие источники питания являются самоограничивающимися. потому что они могут подавать только определенную величину тока, поэтому предохранители не требуются, но они требуются в некоторых нормативных ситуациях. Стандартные предохранители - это" предохранители" (разомкнутые цепи), чтобы остановить прохождение тока и, следовательно, требуют замены вручную; В одних случаях это может быть проблемой, а в других - преимуществом. Существуют также электронные предохранители, которые могут восстанавливаться автоматически.
Ограничение тока и защита от возврата тока являются расширениями защиты от перегрузки. Если нагрузка потребляет ток от источника питания, превышающий расчетный предел, отвод тока снижает выходной ток и соответствующее напряжение до значений ниже нормального рабочего предела. В крайних случаях, если нагрузка закорочена, ток будет ограничен небольшой долей от максимума, а выходное напряжение, очевидно, будет равно нулю.
Рис. 1: Питание проходит через разные режимы при переходе от выключенного к полному включению и обратно; В это время, если входное напряжение источника питания ниже минимума, необходимого для нормальной работы, UVLO может гарантировать, что источник питания выдает выходной сигнал, не пытаясь его включить. (Изображение предоставлено Texas Instruments)
Защита от перенапряжения (OVP) - если внутренняя неисправность в источнике питания приводит к повышению его выходного напряжения выше указанного максимума, цепь OVP используется для защиты нагрузки от повреждения. Когда напряжение превышает заданный уровень, OVP отключит питание или ограничит выход. Цепи OVP часто называют" ломом" цепи, предположительно потому, что они работают так же, как металлический лом на каждом конце силового выхода. Цепь лома лучше всего проектировать независимо от самого источника питания.
Один тип цепи лома сбрасывается только при отключении питания. Другой тип заключается в том, что он автоматически сбрасывается после устранения неисправности выходного напряжения. Последний тип полезен, когда ситуация, вызывающая срабатывание лома, кратковременная, а не серьезный сбой питания. Хотя большинство источников питания теперь поставляются со встроенным ломом, многие поставщики предлагают небольшую автономную схему лома, которую можно добавить к существующему источнику питания по мере необходимости.
Защита от тепловой перегрузки - тепловая перегрузка может возникнуть, если режим охлаждения источника питания не спроектирован должным образом или не может быть использован (например, остановка вентилятора, блокировка воздушного потока). В это время источник питания может превысить номинальное значение температуры, что может серьезно сократить срок его службы и даже вызвать немедленный отказ. Решение простое: установите цепь измерения температуры внутри источника питания или рядом с ним. Если источник питания превышает установленный предел, источник питания переводится в статический режим или режим отключения. Некоторые автоматические выключатели-расплавы автоматически восстанавливают питание при понижении температуры, другие - нет.
Защита от обратного подключения - если нагрузка подключена обратно (положительная выходная мощность к отрицательной нагрузочной шине и наоборот), защита от обратного подключения предотвращает протекание тока и обнуляет напряжение. Эта защита особенно популярна в приложениях, где аккумулятор отсоединяется, а затем снова подключается, например, в автомобилях или приложениях, где аккумулятор или его разъем не заблокирован.
Практические защитные устройства включают металлооксидный реостат (MOV), термистор с положительным температурным коэффициентом (PTC), диод подавления переходного напряжения (TVS), газоразрядную трубку (GDT) и полимерные самовосстанавливающиеся предохранители с PTC.
Вопрос о том, что защищать, что предотвращать и как это делать, не так прост, как кажется. Какие типы защиты нам нужно добавить к блоку питания? Как обычно, ответ" зависит от" на самом источнике питания, нагрузке и системе. От микросхем (включая преобразователи и регуляторы) до более крупных модулей и даже шасси / открытых устройств, многие источники питания и связанные с ними функции включены в некоторые из них, но вам может потребоваться добавить другие.
Какая защита электропитания вам больше нравится? Какие типы защиты вы добавили к источнику питания, опять же на основании хорошей инженерной мысли или методом проб и ошибок?