การป้องกันแหล่งจ่ายไฟสลับ DC
บทความนี้จะออกแบบวงจรป้องกันที่หลากหลายตามสถานการณ์ต่างๆ ตามลักษณะของแหล่งจ่ายไฟสวิตชิ่ง DC และสภาวะทางไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจริง เพื่อให้แหล่งจ่ายไฟสวิตชิ่ง DC ทำงานได้อย่างปลอดภัยและเชื่อถือได้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงและความล้มเหลวกะทันหัน
1. วงจรป้องกันกระแสเกิน
ในวงจรจ่ายไฟสวิตชิ่ง DC เพื่อป้องกันท่อควบคุมไม่ให้ถูกเผาเมื่อวงจรลัดวงจรและกระแสเพิ่มขึ้น วิธีการพื้นฐานคือเมื่อกระแสไฟขาออกเกินค่าที่กำหนด ท่อปรับจะอยู่ในสถานะเอนเอียงย้อนกลับและตัดออก และตัดกระแสไฟในวงจรโดยอัตโนมัติ ดังแสดงในรูปที่ 1 วงจรป้องกันกระแสเกินประกอบด้วยทรานซิสเตอร์ BG2 และตัวต้านทานแบ่งแรงดันไฟฟ้า R4 และ R5 เมื่อวงจรทำงานตามปกติ ศักย์ฐานของ BG2 จะสูงกว่าศักย์ของตัวปล่อยผ่านผลของแรงดันที่ R4 และ R5 และทางแยกของตัวส่งสัญญาณจะทนทานต่อแรงดันย้อนกลับ ดังนั้น BG2 จึงอยู่ในสถานะตัด (เทียบเท่ากับวงจรเปิด) และไม่มีผลกระทบต่อวงจรปรับแรงดันไฟฟ้า เมื่อวงจรลัดวงจร แรงดันเอาต์พุตจะเป็นศูนย์ และตัวปล่อยของ BG2 เทียบเท่ากับการต่อสายดิน จากนั้น BG2 อยู่ในสถานะการนำไฟฟ้าอิ่มตัว (เทียบเท่ากับการลัดวงจร) เพื่อให้ฐานและตัวปล่อยของท่อปรับ BG1 อยู่ใกล้กับไฟฟ้าลัดวงจรและอยู่ในสถานะตัดไฟ ตัดกระแสไฟฟ้าในวงจรเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการป้องกัน
2. วงจรป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกิน
การป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินของตัวควบคุมการสลับในแหล่งจ่ายไฟสลับ DC รวมถึงการป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินอินพุตและการป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินเอาต์พุต หากแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ DC ที่ไม่ได้รับการควบคุม (เช่น แบตเตอรี่และวงจรเรียงกระแส) ที่ใช้โดยตัวควบคุมสวิตช์สูงเกินไป จะทำให้ตัวควบคุมสวิตช์ทำงานไม่ถูกต้องหรืออาจทำให้ส่วนประกอบภายในเสียหายได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้แรงดันไฟฟ้าเกินอินพุตในแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง ป้องกันวงจร รูปที่ 3 เป็นวงจรป้องกันที่ประกอบด้วยทรานซิสเตอร์และรีเลย์ ในวงจรนี้ เมื่อแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ DC อินพุทสูงกว่าค่าแรงดันพังทลายของซีเนอร์ไดโอด ซีเนอร์ไดโอดจะพังและกระแสไหลผ่านตัวต้านทาน R ทำให้ทรานซิสเตอร์ T เปิดอยู่ รีเลย์ทำงาน หน้าสัมผัสที่ปิดตามปกติจะถูกตัดการเชื่อมต่อ และอินพุตจะถูกตัดออก วงจรป้องกันขั้วของแหล่งจ่ายไฟอินพุตสามารถใช้ร่วมกับการป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินอินพุตเพื่อสร้างการระบุการป้องกันขั้วและวงจรป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกิน
3. วงจรป้องกันการสตาร์ทแบบนุ่มนวล
วงจรควบคุมการสลับค่อนข้างซับซ้อน โดยทั่วไปขั้วอินพุตของตัวควบคุมสวิตช์จะเชื่อมต่อกับตัวกรองอินพุตที่มีตัวเหนี่ยวนำขนาดเล็กและตัวเก็บประจุขนาดใหญ่ ในขณะที่เปิดเครื่อง กระแสไฟกระชากขนาดใหญ่จะไหลผ่านตัวเก็บประจุตัวกรอง ซึ่งอาจมากกว่ากระแสอินพุตปกติหลายเท่า กระแสไฟกระชากขนาดใหญ่ดังกล่าวอาจทำให้หน้าสัมผัสของสวิตช์ไฟหรือรีเลย์ทั่วไปละลาย และทำให้ฟิวส์อินพุตขาด นอกจากนี้ กระแสไฟกระชากยังสร้างความเสียหายให้กับตัวเก็บประจุ ทำให้อายุการใช้งานสั้นลง และทำให้เกิดความเสียหายก่อนเวลาอันควร ด้วยเหตุนี้ จึงควรเชื่อมต่อตัวต้านทานจำกัดกระแสเมื่อสตาร์ท และตัวเก็บประจุจะถูกชาร์จผ่านตัวต้านทานจำกัดกระแสนี้ เพื่อป้องกันไม่ให้ตัวต้านทานจำกัดกระแสใช้พลังงานมากเกินไปและส่งผลต่อการทำงานปกติของตัวควบคุมสวิตช์ รีเลย์จะถูกใช้เพื่อลัดวงจรโดยอัตโนมัติหลังจากกระบวนการเริ่มต้นชั่วคราว เพื่อให้แหล่งจ่ายไฟ DC จ่ายไฟโดยตรงให้กับ ตัวควบคุมการสลับ วงจรประเภทนี้เรียกว่าวงจร "soft start" ของแหล่งจ่ายไฟสวิตชิ่งกระแสตรง
4. วงจรป้องกันความร้อนสูงเกินไป
การบูรณาการที่สูง น้ำหนักเบา และขนาดที่เล็กของตัวควบคุมสวิตช์ในแหล่งจ่ายไฟสลับ DC ได้เพิ่มความหนาแน่นของพลังงานต่อหน่วยปริมาตรอย่างมาก ดังนั้นหากข้อกำหนดสำหรับอุณหภูมิสภาพแวดล้อมการทำงานของส่วนประกอบภายในอุปกรณ์จ่ายไฟไม่เพิ่มขึ้นตามนั้น ประสิทธิภาพของวงจรจะลดลงและส่วนประกอบต่างๆ จะเสียหายก่อนเวลาอันควรอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ดังนั้นควรติดตั้งวงจรป้องกันความร้อนสูงเกินไปในแหล่งจ่ายไฟสลับ DC กำลังสูง
