Абарона ад перанапружання для крыніц харчавання

Абарона блока харчавання ад перанапружання сапраўды карысная - некаторыя збоі БП могуць выклікаць шкодныя вялікія напругі на абсталяванне. Абарона ад перанапружання прадухіляе гэта здарэнне як на лінейных рэгулятарах, так і на блоках сілкавання ў рэжыме пераключэння.

Нягледзячы на ​​тое, што сучасныя блокі харчавання цяпер вельмі надзейныя, заўсёды ёсць невялікі, але рэальны шанец, што яны могуць выйсці з ладу.

Яны могуць выйсці з ладу па-рознаму, і адна асабліва трывожная магчымасць заключаецца ў тым, што паслядоўны элемент, г.зн. галоўны прахадны транзістар або FET, можа выйсці з ладу такім чынам, што адбываецца кароткае замыканне. Калі гэта адбудзецца, на схеме, якая сілкуецца, можа з'явіцца вельмі вялікае напружанне, якое часта называюць перанапружаннем, што прывядзе да катастрафічнага пашкоджання ўсяго абсталявання.

Дадаўшы трохі дадатковых схем абароны ў выглядзе абароны ад перанапружання, можна абараніцца ад гэтай малаверагоднай, але катастрафічнай магчымасці.

Большасць блокаў харчавання, распрацаваных для вельмі надзейнай працы высокакаштоўнага абсталявання, будзе ўключаць у сябе нейкую форму абароны ад перанапружання, каб гарантаваць, што любы збой блока харчавання не прывядзе да пашкоджання абсталявання, якое сілкуецца. Гэта датычыцца як лінейных крыніц сілкавання, так і камутацыйных крыніц сілкавання.

Некаторыя блокі харчавання могуць не ўключаць абарону ад перанапружання, і яны не павінны выкарыстоўвацца для харчавання дарагога абсталявання - можна зрабіць невялікі дызайн электроннай схемы і распрацаваць невялікую схему абароны ад перанапружання і дадаць гэта ў якасці дадатковага элемента.

Асновы абароны ад перанапружання

Ёсць шмат спосабаў, пры якіх блок харчавання можа выйсці з ладу. Аднак, каб зразумець крыху больш у абароне ад перанапружання і праблемах схемы, лёгка ўзяць просты прыклад лінейнага рэгулятара напружання з выкарыстаннем вельмі простага стабілінара і паслядоўнага транзістара.

Рэгулятар базавай серыі з выкарыстаннем стабілітрона і эмітарнага паслядоўніка

Нягледзячы на ​​тое, што больш складаныя блокі харчавання даюць лепшую прадукцыйнасць, яны таксама разлічваюць на паслядоўны транзістар для прапускання выхаднога току. Асноўнае адрозненне - гэта спосаб падачы напружання рэгулятара на базу транзістара.

Як правіла, уваходнае напружанне такое, што некалькі вольт падае на элемент паслядоўнага рэгулятара напружання. Гэта дазваляе паслядоўнаму транзістару адэкватна рэгуляваць выхаднае напружанне. Часта напружанне на транзістары паслядоўнага праходу з'яўляецца адносна высокім - для сілкавання 12 вольт, уваход можа быць 18 вольт нават больш, каб забяспечыць неабходнае рэгуляванне і адхіленне пульсацый і г.д.

Гэта азначае, што ў элеменце рэгулятара напружання можа адбывацца значны ўзровень цяпла і ў спалучэнні з любымі пераходнымі скокамі, якія могуць з'явіцца на ўваходзе, гэта азначае, што заўсёды існуе верагоднасць збою.

Прылада паслядоўнага прапускання транзістара звычайна выходзіць з ладу ў стане размыкання ланцуга, але пры некаторых абставінах у транзістара можа ўзнікнуць кароткае замыканне паміж калектарам і эмітэрам. Калі гэта адбудзецца, то на выхадзе рэгулятара напружання з'явіцца поўнае нерэгуляванае ўваходнае напружанне.

Калі на выхадзе з'явілася поўнае напружанне, гэта можа пашкодзіць многія мікрасхемы, якія знаходзяцца ў ланцугу, які падаецца. У гэтым выпадку ланцуг цалкам можа апынуцца пад эканомным рамонтам.

Спосаб, якім працуюць перамыкачыя рэгулятары, вельмі розны, але ёсць абставіны, пры якіх поўны выхад можа з'явіцца на выхадзе крыніцы харчавання.

Як для лінейных рэгуляваных крыніц сілкавання, так і для блокаў сілкавання з імпульсным рэжымам заўсёды рэкамендуецца нейкая абарона ад перанапружання.

Віды абароны ад перанапружання

Як і ў многіх электронных метадах, існуе некалькі спосабаў рэалізацыі пэўнай магчымасці. Гэта дакладна для абароны ад перанапружання.

Можна выкарыстоўваць некалькі розных метадаў, кожная з якіх мае свае асаблівасці. Прадукцыйнасць, кошт, складанасць і рэжым працы - усё гэта неабходна ўзважыць пры вызначэнні таго, які метад выкарыстоўваць на этапе праектавання электроннай схемы.

• SCR Crowbar: Як вынікае з назвы, схема лома стварае кароткае замыканне на выхадзе крыніцы харчавання, калі ўзнікае перанапружанне. Звычайна для гэтага выкарыстоўваюцца тырыстары, г.зн. SCR, так як яны могуць перамыкаць вялікія токі і заставацца ўключанымі, пакуль любы зарад не рассеецца. Тырыстар можа быць звязаны з засцерагальнікам, які перагарае і ізалюе рэгулятар ад дадатковага напружання.

  Схема абароны ад перанапружання тырыстарнага лома

  У гэтай схеме стабілітрон выбіраецца такім чынам, каб яго напружанне было вышэй за нармальнае працоўнае напружанне на выхадзе, але ніжэй напружання, пры якім можа адбыцца пашкоджанне. Пры гэтай праводнасці ток не праходзіць праз стабілітрон, таму што напружанне яго прабоя не было дасягнута, і ток не паступае ў затвор тырыстара, і ён застаецца выключаным. Блок харчавання будзе працаваць у звычайным рэжыме.

  Пры выхадзе з ладу паслядоўнага транзістара ў блоку харчавання напружанне пачне расці - развязка ў прыладзе гарантуе, што яно не вырасце імгненна. Па меры росту ён будзе падымацца над кропкай, дзе пачынае праводзіць стабілітрон, і ток будзе паступаць у затвор тырыстара, выклікаючы яго спрацоўванне.

  Калі тырыстар спрацоўвае, ён замыкае выхад крыніцы харчавання на зямлю, прадухіляючы пашкоджанне схемы, якая сілкуецца. Гэта кароткае замыканне таксама можа быць выкарыстана для перагарання засцерагальніка або іншага элемента, адключэння рэгулятара напружання і ізаляцыі прылады ад далейшага пашкоджання.

  Часта невялікая развязка ў выглядзе невялікага кандэнсатара змяшчаецца ад затвора тырыстара да зямлі, каб прадухіліць рэзкія пераходныя працэсы або радыёчастотнае сілкаванне блока ад траплення на злучэнне затвора і выклікання ілжывага трыгера. Аднак гэта не павінна быць занадта вялікім, паколькі гэта можа запаволіць спрацоўванне ланцуга ў рэальным выпадку збою, а абарона можа быць занадта павольна.

  Заўвага аб абароне ад перанапружання тырыстарнага лома:

  Тырыстар або SCR, крэмніевы выпрамнік можа быць выкарыстаны для забеспячэння абароны ад перанапружання ў ланцугу харчавання. Выяўляючы высокае напружанне, схема можа запусціць тырыстар, каб зрабіць кароткае замыканне або лом праз рэйку напружання, каб гарантаваць, што яна не падымаецца да высокага напружання.

  Больш падрабязна пра Тырыстарны лом абароны ад перанапружання.

• Заціск напружання: Іншая вельмі простая форма абароны ад перанапружання выкарыстоўвае падыход, які называецца зацісканнем напружання. У самым простым выглядзе гэта можа быць забяспечана з дапамогай стабілінара, размешчанага папярок выхаду рэгуляванага блока харчавання. Калі напружанне стабілітрона выбіраецца крыху вышэй за максімальнае напружанне ў рэйках, у нармальных умовах яно не будзе праводзіць. Калі напружанне падымецца занадта высока, то ён пачне праводзіць, заціскаючы напружанне на значэнне крыху вышэй напружання ў рэйках.

  Калі для рэгуляванага крыніцы харчавання патрабуецца большая магутнасць току, можна выкарыстоўваць стабілітрон з транзістарным буферам. Гэта павялічыць здольнасць па току ў параўнанні з простай схемай стабілітронаў на каэфіцыент, роўны ўзмацненню па току транзістара. Паколькі для гэтай схемы патрабуецца сілавы транзістар, верагодныя ўзроўні ўзмацнення па току будуць нізкімі - магчыма, 20 - 50.

  Стабілітрон ад перанапружання
  (а) - просты стабілітрон, (б) - большы ток з транзістарным буферам

• Абмежаванне напружання: Калі для крыніц сілкавання камутацыйнага рэжыму патрабуецца абарона ад перанапружання, SMPS метады заціску і лома выкарыстоўваюцца менш шырока з-за патрабаванняў да рассейвання магутнасці, а таксама магчымага памеру і кошту кампанентаў.

  На шчасце, большасць рэгулятараў пераключэння рэжыму выходзяць з ладу ў стане нізкага напружання. Аднак часта разумна ўсталяваць магчымасці абмежавання напружання ў выпадку перанапружання.
  
  Часта гэтага можна дасягнуць, адчуўшы стан перанапружання і адключыўшы пераўтваральнік. Гэта асабліва дастасавальна ў выпадку пераўтваральнікаў DC-DC. Пры рэалізацыі гэтага неабходна ўключыць сэнсарны шлейф, які знаходзіцца за межамі галоўнага рэгулятара IC - многія рэгулятары рэжыму пераключэння і пераўтваральнікі DC-DC выкарыстоўваюць чып для дасягнення большасці схемы. Вельмі важна выкарыстоўваць знешні шлейф адчування, таму што, калі чып рэгулятара рэжыму пераключэння пашкоджаны, што выклікае стан перанапружання, механізм адчування таксама можа быць пашкоджаны.

  Відавочна, што гэтая форма абароны ад перанапружання патрабуе схем, спецыфічных для канкрэтнай схемы і выкарыстоўваных мікрасхем сілкавання рэжыму пераключэння.

Усе тры метады выкарыстоўваюцца і могуць забяспечыць эфектыўную абарону ад перанапружання крыніцы харчавання. Кожны з іх мае свае перавагі і недахопы, і выбар тэхнікі павінен быць зроблены ў залежнасці ад дадзенай сітуацыі.

Пакінь паведамленне 

спіс паведамленняў