เทคโนโลยีการป้องกันของ DC Switching Stabilized Power Supply
อุปกรณ์สวิตชิ่งกำลังสูงที่ใช้ในตัวควบคุมสวิตชิ่งไฟฟ้ากระแสตรงมีราคาแพงกว่า และวงจรควบคุมก็ซับซ้อนกว่า นอกจากนี้ โหลดของสวิตชิ่งเรกูเลเตอร์โดยทั่วไปคือระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ติดตั้งอุปกรณ์ที่มีการบูรณาการสูงจำนวนมาก ทรานซิสเตอร์และอุปกรณ์ในตัวไม่สามารถทนต่อไฟฟ้าช็อตและความร้อนได้น้อยกว่า ดังนั้นการป้องกันของตัวควบคุมการสลับควรคำนึงถึงความปลอดภัยของตัวควบคุมและโหลด วงจรป้องกัน
มีหลายประเภท ในที่นี้เราจะแนะนำวงจร เช่น การป้องกันขั้ว การป้องกันโปรแกรม การป้องกันกระแสเกิน การป้องกันแรงดันเกิน การป้องกันแรงดันตก และการป้องกันความร้อนสูงเกินไป มักจะเลือกวิธีการป้องกันหลายวิธีรวมกันเพื่อสร้างระบบป้องกันที่สมบูรณ์
1 การป้องกันขั้ว
อินพุตของ DC switching regulator โดยทั่วไปจะเป็นแหล่งจ่ายไฟ DC ที่ไม่ได้รับการควบคุม แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตช์ควบคุมจะเสียหายหากต่อขั้วผิดเนื่องจากการทำงานผิดพลาดหรืออุบัติเหตุ จุดประสงค์ของการป้องกันขั้วคือการทำให้ตัวควบคุมการสลับทำงานเฉพาะเมื่อเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ DC ที่ไม่มีการควบคุมซึ่งมีขั้วที่ถูกต้อง การป้องกันขั้วของแหล่งจ่ายไฟสามารถทำได้โดยใช้อุปกรณ์นำทิศทางเดียว วงจรป้องกันขั้วที่ง่ายที่สุดเข้าสู่กระแสทั้งหมด ดังนั้นวงจรนี้จึงเหมาะสำหรับตัวควบคุมสวิตชิ่งกำลังต่ำมากกว่า ในกรณีที่กำลังไฟสูงจะใช้วงจรป้องกันขั้วเป็นตัวเชื่อมในการป้องกันโปรแกรมซึ่งสามารถประหยัดได้
ไดโอดกำลังสูงที่จำเป็นสำหรับการป้องกันขั้วจะช่วยลดการกระจายพลังงาน เพื่อความสะดวกในการใช้งาน ง่ายต่อการระบุว่าขั้วถูกต้องหรือไม่
2 การป้องกันโปรแกรม
วงจรของแหล่งจ่ายไฟควบคุมแบบสวิตชิ่งค่อนข้างซับซ้อน และโดยพื้นฐานแล้วสามารถแบ่งออกเป็นส่วนควบคุมพลังงานต่ำและส่วนสวิตชิ่งพลังงานสูง ทรานซิสเตอร์สวิตชิ่งมีกำลังสูง เพื่อป้องกันความปลอดภัยของสวิตช์ทรานซิสเตอร์เมื่อเปิดหรือปิดเครื่อง วงจรควบคุมพลังงานต่ำ เช่น โมดูเลเตอร์และแอมพลิฟายเออร์ต้องทำงานก่อน ด้วยเหตุนี้เพื่อให้แน่ใจว่าขั้นตอนการบูตถูกต้อง ขั้วอินพุตของตัวควบคุมการสลับโดยทั่วไปจะเชื่อมต่อกับตัวกรองอินพุตที่มีตัวเหนี่ยวนำขนาดเล็กและตัวเก็บประจุขนาดใหญ่ ในขณะที่เปิดเครื่อง ตัวเก็บประจุตัวกรองจะไหลเป็นกระแสไฟกระชากขนาดใหญ่ ซึ่งอาจมากกว่ากระแสอินพุตปกติหลายเท่า กระแสที่ไหลเข้ามากเช่นนี้สามารถละลายหน้าสัมผัสของสวิตช์ไฟปกติหรือหน้าสัมผัสของรีเลย์และทำให้ฟิวส์อินพุตระเบิดได้ นอกจากนี้ กระแสที่ไหลเข้ายังสามารถสร้างความเสียหายให้กับตัวเก็บประจุ ทำให้อายุการใช้งานสั้นลงและเกิดความล้มเหลวก่อนเวลาอันควร ด้วยเหตุผลนี้ ควรต่อตัวต้านทานจำกัดกระแสเมื่อสตาร์ทเครื่อง และตัวเก็บประจุจะถูกชาร์จผ่านตัวต้านทานจำกัดกระแสนี้ เพื่อไม่ให้ตัวต้านทานจำกัดกระแสใช้พลังงานมากเกินไป เพื่อส่งผลกระทบต่อการทำงานปกติของตัวควบคุมสวิตชิ่ง หลังจากกระบวนการเริ่มต้นชั่วคราวสิ้นสุดลง รีเลย์จะใช้เพื่อลัดวงจรโดยอัตโนมัติ เพื่อให้ DC แหล่งจ่ายไฟจ่ายพลังงานโดยตรงไปยังตัวควบคุมการสลับ . วงจรนี้เรียกว่าวงจร "ซอฟต์สตาร์ท" ของตัวควบคุมการสลับ
3 การป้องกันกระแสเกิน
เมื่อเกิดอุบัติเหตุ เช่น โหลดลัดวงจร โอเวอร์โหลด หรือวงจรควบคุมขัดข้อง กระแสที่ไหลผ่านทรานซิสเตอร์สวิตชิ่งในตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าจะมากเกินไป ซึ่งจะเพิ่มการใช้พลังงานของหลอดและสร้างความร้อน ถ้าไม่มีกระแสเกิน
อุปกรณ์ป้องกันทรานซิสเตอร์สวิตชิ่งกำลังสูงอาจเสียหายได้ ดังนั้นการป้องกันกระแสเกินจึงเป็นที่นิยมใช้ในสวิตชิ่งเรกูเลเตอร์ วิธีที่ถูกที่สุดและง่ายที่สุดคือการใช้ฟิวส์ เนื่องจากความจุความร้อนที่น้อยของทรานซิสเตอร์ โดยทั่วไปแล้วฟิวส์ทั่วไปจึงไม่สามารถทำหน้าที่ป้องกันได้ และโดยทั่วไปจะใช้ฟิวส์แบบเร็ว
ฟิวส์เป่าเร็ว วิธีนี้มีข้อดีของการป้องกันที่ง่าย แต่จำเป็นต้องเลือกคุณสมบัติของฟิวส์ตามข้อกำหนดพื้นที่ทำงานที่ปลอดภัยของทรานซิสเตอร์สวิตชิ่งเฉพาะ ข้อเสียของมาตรการป้องกันกระแสเกินนี้คือความไม่สะดวกในการเปลี่ยนฟิวส์บ่อยๆ การป้องกันการจำกัดกระแสและการป้องกันการลัดวงจรในปัจจุบันที่ใช้กันทั่วไปในลิเนียร์เร็กกูเลเตอร์สามารถนำไปใช้กับสวิตชิ่งเรกูเลเตอร์ได้ อย่างไรก็ตาม ตามลักษณะของสวิตชิ่งเรกูเลเตอร์ เอาต์พุตของวงจรป้องกันนี้ไม่สามารถควบคุมทรานซิสเตอร์สวิตชิ่งได้โดยตรง แต่เอาต์พุตของการป้องกันกระแสเกินจะต้องแปลงเป็นคำสั่งพัลส์เพื่อควบคุมโมดูเลเตอร์เพื่อป้องกันทรานซิสเตอร์สวิตชิ่ง เพื่อให้มีการป้องกันกระแสเกิน โดยทั่วไปจำเป็นต้องใช้ตัวต้านทานการสุ่มตัวอย่างเป็นอนุกรมในวงจร ซึ่งจะส่งผลต่อประสิทธิภาพของแหล่งจ่ายไฟ ดังนั้นจึงใช้ในกรณีของตัวควบคุมสวิตชิ่งพลังงานต่ำเป็นส่วนใหญ่ ในแหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุมแบบสวิตชิ่งกำลังสูง เมื่อพิจารณาถึงการใช้พลังงานแล้ว ควรหลีกเลี่ยงการต่อตัวต้านทานสุ่มตัวอย่างให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ดังนั้น การป้องกันกระแสเกินมักจะถูกแปลงเป็นการป้องกันแรงดันเกินและแรงดันต่ำ
4 การป้องกันแรงดันไฟเกิน
การป้องกันแรงดันเกินของตัวควบคุมสวิตชิ่งรวมถึงการป้องกันแรงดันเกินอินพุตและการป้องกันแรงดันเกินเอาต์พุต หากแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟกระแสตรงที่ไม่ได้ควบคุมซึ่งใช้โดยตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบสวิตชิ่ง เช่น แบตเตอรี่และวงจรเรียงกระแส สูงเกินไป ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบสวิตชิ่งจะไม่สามารถทำงานได้ตามปกติ และทำให้อุปกรณ์ภายในเสียหายได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้วงจรป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินอินพุต วงจรป้องกันประกอบด้วยทรานซิสเตอร์และรีเลย์
5 การป้องกันแรงดันตก
เมื่อแรงดันเอาต์พุตต่ำกว่าค่าที่ระบุ แสดงว่ามีความผิดปกติในแหล่งจ่ายไฟ DC อินพุต ภายในตัวควบคุมสวิตชิ่ง หรือในโหลดเอาต์พุต เมื่อแรงดันไฟ DC อินพุตลดลงต่ำกว่าค่าที่กำหนด จะทำให้เกิด
แรงดันเอาต์พุตของตัวควบคุมสวิตชิ่งลดลงและกระแสอินพุตเพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นอันตรายต่อทั้งทรานซิสเตอร์สวิตชิ่งและกำลังอินพุต ดังนั้นควรตั้งค่าการป้องกันแรงดันตก การป้องกันแรงดันตกอย่างง่าย
