Գերլարման պաշտպանություն էլեկտրամատակարարման համար

Էլեկտրաէներգիայի մատակարարման գերլարման պաշտպանությունն իսկապես օգտակար է. PSU-ի որոշ խափանումներ կարող են վնասել մեծ լարումներ սարքավորման վրա: Գերլարման պաշտպանությունը կանխում է դա տեղի ունենալ ինչպես գծային կարգավորիչների, այնպես էլ անջատիչ ռեժիմի սնուցման աղբյուրների վրա:

Չնայած ժամանակակից սնուցման սարքերն այժմ շատ հուսալի են, միշտ կա փոքր, բայց իրական հնարավորություն, որ դրանք կարող են խափանվել:

Նրանք կարող են ձախողվել բազմաթիվ առումներով, և հատկապես մտահոգիչ հավանականությունն այն է, որ սերիայի անցման տարրը, այսինքն հիմնական անցման տրանզիստորը կամ FET-ը կարող է խափանվել այնպես, որ կարճ միացում լինի: Եթե ​​դա տեղի ունենա, շատ մեծ լարում, որը հաճախ կոչվում է գերլարում, կարող է հայտնվել սնուցվող սխեմայի վրա՝ աղետալի վնաս հասցնելով ամբողջ սարքավորմանը:

Ավելացնելով մի փոքր լրացուցիչ պաշտպանիչ սխեման գերլարման պաշտպանության տեսքով, հնարավոր է պաշտպանվել այս անհավանական, բայց աղետալի հնարավորությունից:

Էլեկտրաէներգիայի սնուցման աղբյուրներից շատերը, որոնք նախատեսված են բարձրարժեք սարքավորումների շատ հուսալի շահագործման համար, կներառեն գերլարման պաշտպանության ինչ-որ ձև՝ ապահովելու, որ էլեկտրամատակարարման ցանկացած խափանում չվնասի սնուցվող սարքավորումը: Սա վերաբերում է ինչպես գծային սնուցման աղբյուրներին, այնպես էլ անջատիչ ռեժիմի սնուցման աղբյուրներին:

Որոշ սնուցման աղբյուրներ կարող են չներառել գերլարման պաշտպանություն, և դրանք չպետք է օգտագործվեն թանկարժեք սարքավորումների սնուցման համար. հնարավոր է մի փոքր էլեկտրոնային սխեմաների նախագծում և փոքր գերլարման պաշտպանության շղթա մշակել և դա ավելացնել որպես լրացուցիչ նյութ:

Գերլարման պաշտպանության հիմունքները

Կան բազմաթիվ եղանակներ, որոնցով էլեկտրամատակարարումը կարող է խափանվել: Այնուամենայնիվ, գերլարման պաշտպանության և շղթայի խնդիրների մասին մի փոքր ավելին հասկանալու համար հեշտ է վերցնել գծային լարման կարգավորիչի պարզ օրինակ՝ օգտագործելով շատ պարզ Zener դիոդը և մի շարք անցումային տրանզիստորը:

Հիմնական շարքի կարգավորիչ՝ օգտագործելով zener diode և emitter follower

Թեև ավելի բարդ մատակարարումները ավելի լավ կատարում են տալիս, դրանք նաև ապավինում են սերիական տրանզիստորին՝ ելքային հոսանքը փոխանցելու համար: Հիմնական տարբերությունն այն եղանակն է, որով կարգավորիչի լարումը կիրառվում է տրանզիստորի հիմքի վրա:

Սովորաբար մուտքային լարումն այնպիսին է, որ մի քանի վոլտ թափվում է սերիայի լարման կարգավորիչի տարրի վրա: Սա հնարավորություն է տալիս սերիայի անցման տրանզիստորին պատշաճ կերպով կարգավորել ելքային լարումը: Հաճախ սերիայի անցումային տրանզիստորի վրա իջած լարումը համեմատաբար բարձր է. 12 վոլտ սնուցման դեպքում մուտքը կարող է լինել 18 վոլտ նույնիսկ ավելին՝ պահանջվող կարգավորումը և ալիքների մերժումը և այլն:

Սա նշանակում է, որ կարող է լինել ջերմության զգալի մակարդակ, որը ցրվում է լարման կարգավորիչի տարրում և համակցված ցանկացած անցողիկ ցատկերի հետ, որոնք կարող են հայտնվել մուտքի մոտ, սա նշանակում է, որ միշտ կա ձախողման հավանականություն:

Տրանզիստորների շարքի անցման սարքը սովորաբար ձախողվում է բաց միացման պայմաններում, բայց որոշ հանգամանքներում տրանզիստորը կարող է կարճ միացում առաջանալ կոլեկտորի և թողարկողի միջև: Եթե ​​դա տեղի ունենա, ապա լրիվ չկարգավորված մուտքային լարումը կհայտնվի լարման կարգավորիչի ելքում:

Եթե ​​ամբողջ լարումը հայտնվի ելքի վրա, ապա դա կարող է վնասել մատակարարվող շղթայում գտնվող շատ IC-ներ: Այս դեպքում միացումը կարող է տնտեսական վերանորոգումից դուրս լինել:

Անջատիչ կարգավորիչների գործարկման եղանակը շատ տարբեր է, բայց կան հանգամանքներ, որոնց դեպքում ամբողջական ելքը կարող է հայտնվել էլեկտրամատակարարման ելքի վրա:

Ե՛վ գծային կարգավորվող սնուցման աղբյուրների, և՛ անջատիչ ռեժիմի սնուցման աղբյուրների համար գերլարման պաշտպանության ինչ-որ ձև միշտ խորհուրդ է տրվում:

Գերլարման պաշտպանության տեսակները

Ինչպես շատ էլեկտրոնային տեխնիկայի դեպքում, կան որոշակի հնարավորություններ իրականացնելու մի քանի եղանակներ: Սա ճիշտ է գերլարման պաշտպանության համար:

Կան մի քանի տարբեր տեխնիկա, որոնք կարող են օգտագործվել, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի իր առանձնահատկությունները: Գործողությունը, արժեքը, բարդությունը և շահագործման եղանակը բոլորը պետք է կշռվեն, երբ որոշվում է, թե որ մեթոդն օգտագործել էլեկտրոնային սխեմայի նախագծման փուլում:

• SCR Crowbar. Ինչպես ենթադրում է անունից, լամպի միացումը կարճ միացում է դնում էլեկտրամատակարարման ելքի վրա, եթե առկա է գերլարման պայման: Սովորաբար դրա համար օգտագործվում են թրիստորներ, այսինքն՝ SCR-ներ, քանի որ դրանք կարող են միացնել մեծ հոսանքները և միացված մնալ մինչև որևէ լիցք չցրվի: Տրիստորը կարող է հետ կապվել ապահովիչի հետ, որը փչում և մեկուսացնում է կարգավորիչը, որպեսզի դրա վրա որևէ լրացուցիչ լարում չլինի:

  Տիրիստորի ամբարտակի գերլարման պաշտպանության միացում

  Այս շղթայում Zener դիոդն ընտրվում է այնպես, որ դրա լարումը գերազանցում է ելքի նորմալ գործառնական լարումը, բայց ցածր այն լարումից, որտեղ կարող է վնասվել: Այս հաղորդման մեջ հոսանք չի հոսում Zener դիոդի միջով, քանի որ դրա խզման լարումը չի հասել, և հոսանք չի հոսում թրիստորի դարպասի մեջ և այն մնում է անջատված: Էներգամատակարարումը կաշխատի նորմալ։

  Եթե ​​էլեկտրամատակարարման մեջ սերիական անցման տրանզիստորը ձախողվի, լարումը կսկսի բարձրանալ. միավորի անջատումը կապահովի, որ այն անմիջապես չբարձրանա: Երբ այն բարձրանում է, այն կբարձրանա այն կետից, որտեղ Զեներ դիոդը սկսում է վարել, և հոսանքը կհոսի թրիստորի դարպասի մեջ և կհանգեցնի դրա գործարկմանը:

  Երբ թրիստորը միանում է, այն կկարճացնի սնուցման ելքը դեպի գետնին` կանխելով իր կողմից սնուցվող սխեմայի վնասը: Այս կարճ միացումը կարող է օգտագործվել նաև ապահովիչը կամ այլ տարր փչելու համար՝ հոսանքազրկելով լարման կարգավորիչը և մեկուսացնելով միավորը հետագա վնասներից:

  Հաճախ փոքր կոնդենսատորի ձևով որոշ անջատումներ տեղադրվում են թրիստորի դարպասից դեպի գետնին, որպեսզի կանխեն կտրուկ անցողիկները կամ ագրեգատը, որը հզորություն է միավորից, որպեսզի մուտքը դեպի դարպասի միացում և առաջացնի կեղծ ձգան: Այնուամենայնիվ, սա չպետք է չափազանց մեծ լինի, քանի որ այն կարող է դանդաղեցնել շղթայի կրակումը իրական խափանման դեպքում, և պաշտպանությունը կարող է չափազանց դանդաղ տեղադրվել:

  Նշում թրիստորային ագռավի գերլարման պաշտպանության մասին.

  Թիրիստորը կամ SCR, սիլիկոնային կառավարվող ուղղիչը կարող է օգտագործվել էլեկտրամատակարարման միացումում գերլարման պաշտպանություն ապահովելու համար: Հայտնաբերելով բարձր լարումը, միացումը կարող է կրակել թրիստորի վրա՝ լարման երկաթուղու վրայով կարճ միացում կամ լամուղ տեղադրելու համար, որպեսզի այն չբարձրանա մինչև բարձր լարման:

  Կարդալ ավելին Տրիստորային մալուխի գերլարման պաշտպանության միացում:

• Լարման սեղմում. Գերլարման պաշտպանության մեկ այլ շատ պարզ ձև օգտագործում է մոտեցում, որը կոչվում է լարման սեղմում: Իր ամենապարզ ձևով այն կարելի է ապահովել՝ օգտագործելով Zener դիոդը, որը տեղադրված է կարգավորվող սնուցման ելքի վրա: Եթե ​​Zener-ի դիոդի լարումը ընտրված է երկաթուղու առավելագույն լարումից մի փոքր բարձր, նորմալ պայմաններում այն ​​չի անցնի: Եթե ​​լարումը շատ բարձրանում է, ապա այն կսկսի վարվել՝ սեղմելով լարումը երկաթուղու լարման մի փոքր բարձր արժեքով:

  Եթե ​​կարգավորվող սնուցման համար անհրաժեշտ է ավելի մեծ հոսանքի հնարավորություն, ապա կարող է օգտագործվել տրանզիստորային բուֆեր ունեցող Zener դիոդ: Սա կբարձրացնի ընթացիկ հնարավորությունը պարզ Zener-ի դիոդային միացման վրա՝ տրանզիստորի ընթացիկ շահույթին հավասար գործակցով: Քանի որ այս սխեմայի համար անհրաժեշտ է հոսանքի տրանզիստոր, հոսանքի բարձրացման հավանական մակարդակները կլինեն ցածր՝ հնարավոր է 20-50:

  Zener դիոդի գերլարման սեղմիչ
  (ա) - պարզ Zener դիոդ, (բ) - ավելի բարձր հոսանք տրանզիստորի բուֆերով

• Լարման սահմանափակում. Երբ անջատիչ ռեժիմի սնուցման սարքերի համար պահանջվում է գերլարման պաշտպանություն, SMPS սեղմիչի և խցանման տեխնիկան ավելի քիչ են օգտագործվում՝ էներգիայի սպառման պահանջների և բաղադրիչների հնարավոր չափի և արժեքի պատճառով:

  Բարեբախտաբար, անջատիչ ռեժիմի կարգավորիչների մեծ մասը ձախողվում է ցածր լարման պայմաններում: Այնուամենայնիվ, հաճախ խելամիտ է կիրառել լարման սահմանափակման հնարավորություններ գերլարման պայմանների դեպքում:
  
  Հաճախ դրան կարելի է հասնել՝ զգալով գերլարման վիճակը և անջատելով փոխարկիչը: Սա հատկապես կիրառելի է DC-DC փոխարկիչների դեպքում: Սա իրականացնելիս անհրաժեշտ է ներառել զգայական հանգույց, որը գտնվում է հիմնական IC կարգավորիչից դուրս. շատ անջատիչ ռեժիմի կարգավորիչներ և DC-DC փոխարկիչներ օգտագործում են չիպ՝ միացումի մեծամասնությանը հասնելու համար: Շատ կարևոր է օգտագործել արտաքին զգայական հանգույց, քանի որ եթե անջատիչի ռեժիմի կարգավորիչի չիպը վնասվել է՝ առաջացնելով գերլարման վիճակ, կարող է վնասվել նաև զգայական մեխանիզմը:

  Ակնհայտ է, որ գերլարման պաշտպանության այս ձևը պահանջում է սխեմաներ, որոնք հատուկ են որոշակի սխեմայի և անջատիչ ռեժիմի օգտագործվող էլեկտրամատակարարման չիպերին:

Օգտագործվում են բոլոր երեք տեխնիկան և կարող են ապահովել էլեկտրամատակարարման գերլարման արդյունավետ պաշտպանություն: Յուրաքանչյուրն ունի իր առավելություններն ու թերությունները, և տեխնիկայի ընտրությունը պետք է կախված լինի տվյալ իրավիճակից:

Թողնել հաղորդագրություն 

հաղորդագրություն ցուցակ