Oorspanningbeskerming vir kragbronne

Kragtoevoer-oorspanningbeskerming is regtig nuttig - sommige PSU-foute kan skadelike groot spannings op die toerusting plaas. Oorspanningbeskerming verhoed dat dit op beide lineêre reguleerders en skakelmoduskragbronne gebeur.

Alhoewel moderne kragbronne nou baie betroubaar is, is daar altyd 'n klein maar werklike kans dat dit kan misluk.

Hulle kan op baie maniere misluk en 'n besonder kommerwekkende moontlikheid is dat die seriedeurlaatelement, dws hoofdeurlaattransistor of FET op so 'n manier kan misluk dat dit kortsluit. As dit gebeur, kan 'n baie groot spanning wat dikwels na verwys word as 'n oorspanning verskyn op die stroombaan wat aangedryf word, wat katastrofiese skade aan die hele toerusting veroorsaak.

Deur 'n bietjie ekstra beskermingskringe by te voeg in die vorm van oorspanningbeskerming, is dit moontlik om teen hierdie onwaarskynlike maar katastrofiese moontlikheid te beskerm.

Die meeste kragbronne wat ontwerp is vir baie betroubare werking van hoëwaarde-toerusting sal een of ander vorm van oorspanningbeskerming insluit om te verseker dat enige kragtoevoeronderbreking nie skade aan die toerusting wat aangedryf word tot gevolg hê nie. Dit geld vir beide lineêre kragbronne en ook vir skakelmodus kragbronne.

Sommige kragbronne bevat dalk nie oorspanningbeskerming nie en dit moet nie gebruik word om duur toerusting aan te dryf nie - dit is moontlik om 'n bietjie elektroniese stroombaanontwerp te doen en 'n klein oorspanningbeskermingskring te ontwikkel en dit as 'n ekstra item by te voeg.

Oorspanning beskerming basiese beginsels

Daar is baie maniere waarop 'n kragtoevoer kan misluk. Om egter 'n bietjie meer te verstaan ​​oor oorspanningbeskerming en die stroombaankwessies, is dit maklik om 'n eenvoudige voorbeeld te neem van 'n lineêre spanningsreguleerder wat 'n baie eenvoudige Zener-diode en 'n seriedeurlaattransistor gebruik.

Basiese reeksreguleerder wat 'n zenerdiode en emittervolger gebruik

Alhoewel meer ingewikkelde toevoer beter werkverrigting lewer, maak hulle ook staat op 'n serietransistor om die uitsetstroom deur te gee. Die belangrikste verskil is die manier waarop die reguleerderspanning aan die basis van die transistor toegepas word.

Tipies is die insetspanning sodanig dat verskeie volts oor die seriespanningreguleerderelement gedaal word. Dit stel die seriedeurlaattransistor in staat om die uitsetspanning voldoende te reguleer. Dikwels is die spanning wat oor die seriedeurlaattransistor gedaal word relatief hoog - vir 'n 12 volt toevoer kan die inset 18 volt of selfs meer wees om die vereiste regulering en rimpelverwerping te gee, ens.

Dit beteken dat daar 'n beduidende vlak van hitte in die spanningreguleerderelement kan versprei en gekombineer met enige verbygaande spikes wat by die inset kan verskyn, beteken dit dat daar altyd 'n moontlikheid van mislukking is.

Die transistor-reeks deurlaattoestel sal meer gewoonlik in 'n oopkringtoestand misluk, maar onder sekere omstandighede kan die transistor 'n kortsluiting tussen die kollektor en emitter ontwikkel. As dit gebeur, sal die volle ongereguleerde insetspanning in die uitset van die spanningreguleerder verskyn.

As die volle spanning op die uitset verskyn, kan dit baie van die IC's beskadig wat in die stroombaan is wat voorsien word. In hierdie geval kan die stroombaan heelwat verby ekonomiese herstel wees.

Die manier waarop skakelreguleerders werk, is baie anders, maar daar is omstandighede waarin die volle uitset op die uitset van die kragtoevoer kan verskyn.

Vir beide lineêr gereguleerde kragbronne en skakelmodus kragbronne is een of ander vorm van oorspanningbeskerming altyd raadsaam.

Tipes oorspanningbeskerming

Soos met baie elektroniese tegnieke is daar verskeie maniere om 'n bepaalde vermoë te implementeer. Dit geld vir oorspanningbeskerming.

Daar is verskeie verskillende tegnieke wat gebruik kan word, elk met sy eie kenmerke. Werkverrigting, koste, kompleksiteit en werkswyse moet almal opgeweeg word wanneer bepaal word watter metode om tydens die elektroniese stroombaanontwerpstadium te gebruik.

• SCR Koevoet: Soos die naam aandui, plaas die koevoetkring ʼn kortsluiting oor die uitset van die kragtoevoer indien ʼn oorspanningstoestand ervaar word. Tipies tiristors, dws SCR's word hiervoor gebruik aangesien hulle groot strome kan skakel en aan bly totdat enige lading versprei het. Die tiristor kan teruggekoppel word aan 'n lont wat blaas en die reguleerder isoleer om enige verdere spanning daarop te plaas.

  Tyristor koevoet oorspanning beskerming stroombaan

  In hierdie stroombaan word die Zener-diode so gekies dat sy spanning bo die normale bedryfspanning van die uitset is, maar onder die spanning waar skade sou voorkom. In hierdie geleiding vloei geen stroom deur die Zener-diode nie omdat sy afbreekspanning nie bereik is nie en geen stroom vloei in die hek van die tiristor in nie en dit bly af. Die kragtoevoer sal normaal werk.

  As die reeks deurlaattransistor in die kragtoevoer misluk, sal die spanning begin styg - die ontkoppeling in die eenheid sal verseker dat dit nie onmiddellik styg nie. Soos dit styg, sal dit styg bo die punt waar die Zener-diode begin gelei en stroom sal in die hek van die tiristor vloei wat veroorsaak dat dit aktiveer.

  Wanneer die tiristor aktiveer, sal dit die uitset van die kragtoevoer na grond kort, wat skade aan die stroombaan voorkom wat dit aandryf. Hierdie kortsluiting kan ook gebruik word om 'n lont of ander element te laat blaas, die krag van die spanningsreguleerder af te haal en die eenheid van verdere skade te isoleer.

  Dikwels word 'n mate van ontkoppeling in die vorm van 'n klein kapasitor vanaf die hek van die tiristor na grond geplaas om te verhoed dat skerp oorgange of RF vanaf die eenheid se krag na die hekverbinding kom en 'n valse sneller veroorsaak. Dit moet egter nie te groot gemaak word nie, aangesien dit die stroombaan kan vertraag in 'n werklike geval van mislukking en die beskerming kan te stadig in plek wees.

  Nota oor Thyristor Crowbar-oorspanningbeskerming:

  Die Tiristor of SCR, Silicon Controlled Rectifier kan gebruik word om oorspanningbeskerming in 'n kragtoevoerkring te bied. Deur die hoë spanning op te spoor, kan die stroombaan die tiristor afvuur om 'n kortsluiting of koevoet oor die spanningspoor te plaas om te verseker dat dit nie tot hoog in spanning styg nie.

  Lees meer oor Tiristor Koevoet Oorspanningbeskermingskring.

• Spanningsklem: Nog 'n baie eenvoudige vorm van oorspanningbeskerming gebruik 'n benadering wat spanningsklem genoem word. In sy eenvoudigste vorm kan dit voorsien word deur 'n Zener-diode te gebruik wat oor die uitset van die gereguleerde kragtoevoer geplaas word. Met die Zener-diodespanning wat gekies is om effens bo die maksimum spoorspanning te wees, sal dit onder normale toestande nie gelei nie. As die spanning te hoog styg, sal dit begin gelei, en die spanning vasklem teen 'n waarde effens bokant die spoorspanning.

  As 'n hoër stroomvermoë nodig is vir die gereguleerde kragtoevoer, kan 'n Zener-diode met 'n transistorbuffer gebruik word. Dit sal die stroomvermoë oor die eenvoudige Zener-diodekring verhoog, met 'n faktor gelyk aan die stroomwins van die transistor. Aangesien 'n kragtransistor vir hierdie stroombaan benodig word, sal die waarskynlike stroomwinsvlakke laag wees - moontlik 20 - 50.

  Zener diode oorspanning klem
  (a) - eenvoudige Zener-diode, (b) - hoër stroom met transistorbuffer

• Spanningbeperking: Wanneer oorspanningbeskerming vir skakelmoduskragbronne vereis word, word SMPS die klem- en koevoettegnieke minder algemeen gebruik as gevolg van die kragafvoervereistes en die moontlike grootte en koste van die komponente.

  Gelukkig misluk die meeste skakelmodusreguleerders in 'n laespanningstoestand. Dit is egter dikwels verstandig om spanningsbeperkingsvermoëns in te stel in geval van oorspanningstoestande.
  
  Dikwels kan dit bereik word deur die oorspanningstoestand te bespeur en die omsetter af te skakel. Dit is veral van toepassing in die geval van GS-GS-omsetters. Wanneer dit geïmplementeer word, is dit nodig om 'n sinlus wat buite die hoof-IC-reguleerder is in te sluit - baie skakelmodusreguleerders en GS-GS-omsetters gebruik 'n skyfie om die meerderheid van die stroombaan te bereik. Dit is baie belangrik om 'n eksterne waarnemingslus te gebruik, want as die skakelmodusreguleerderskyfie beskadig is wat die oorspanningstoestand veroorsaak, kan die waarneemmeganisme ook beskadig word.

  Natuurlik vereis hierdie vorm van oorspanningbeskerming stroombane wat spesifiek is vir die spesifieke stroombaan en skakelmodus kragtoevoerskyfies wat gebruik word.

Al drie tegnieke word gebruik en kan effektiewe kragtoevoer oorspanningbeskerming bied. Elkeen het sy eie voor- en nadele en die keuse van tegniek moet afhanklik gemaak word van die gegewe situasie.

Los 'n boodskap 

boodskap Lys