Designers vet att förutom att tillhandahålla en stabil likspänning (eller växelström) vid belastnings- och ledningsändringar, systemtransienter och brusavvikelser måste en strömförsörjning också kunna skydda sig från tillfälliga och permanenta fel (interna eller externa fel) ) för att förhindra belastningsskador.
Skydd omfattar många aspekter, och många strömkällor använder en kombination av dem:
Överbelastningsskydd (överström/kortslutning), inklusive klassiska säkringar (säkringsanslutningar), ger skydd för strömförsörjningen om lastbanan kortar eller börjar absorbera för mycket ström. Många kraftkällor är" självbegränsande" eftersom de bara kan leverera en viss mängd ström, så säkringar behövs inte - men de krävs i vissa regleringssituationer. Standardsäkringar är" säkringar" (öppna kretsar) för att stoppa strömflödet och kräver därför manuell byte; Detta kan vara ett problem i vissa fall, men en fördel i andra. Det finns också elektroniska säkringar som kan återställa sig automatiskt.
Strömbegränsning och strömretursskydd är förlängningar av överbelastningsskydd. Om lasten absorberar ström från strömförsörjningen som överstiger konstruktionsgränsen, reducerar strömindragningen utströmmen och tillhörande spänning till värden under den normala driftsgränsen. I extrema fall, om belastningen kortades, skulle strömmen begränsas till en liten bråkdel av max och utspänningen skulle uppenbarligen vara noll.
Figur 1: Strömmen går igenom olika lägen när den övergår från av till full på och tillbaka igen; Under denna tid, om ingångsspänningen för strömförsörjningen är under det minimum som krävs för normal drift, kan UVLO säkerställa att strömförsörjningen ger utgång utan att försöka slå på den. (Bildkredit: Texas Instruments)
Överspänningsskydd (OVP) - Om ett internt fel i strömförsörjningen gör att dess utspänning stiger över det angivna maxvärdet, är OVP -kretsen på plats för att skydda lasten från skador. När spänningen överstiger en förinställd nivå stänger OVP: n av strömmen eller klämmer ut utgången. OVP -kretsar kallas ofta" kofot" kretsar, förmodligen för att de fungerar på samma sätt som att placera en metallkofot i varje ände av en effekt. Kofotkretsen är bäst utformad oberoende av själva kraftkällan.
En typ av kofotkrets återställs endast när strömmen är avstängd. Den andra typen är att den automatiskt återställs när utspänningsfelet har åtgärdats. Den senare typen är användbar när situationen som orsakar kofotstarten är kort snarare än ett allvarligt strömavbrott. Även om de flesta strömförsörjningar nu har en inbyggd kofot, erbjuder många leverantörer en liten fristående kofotkrets som kan läggas till en befintlig strömförsörjning efter behov.
Termiskt överbelastningsskydd - Termisk överbelastning kan uppstå om kylläget för strömförsörjningen inte är korrekt utformat eller inte kan användas (t.ex. fläktstopp, luftflödesblock). För närvarande kan strömförsörjningen överskrida dess nominella temperaturvärde, vilket kan förkorta livslängden och till och med orsaka ett omedelbart fel. Lösningen är enkel: skapa en temperaturkännande krets inuti eller nära strömförsörjningen. Om strömförsörjningen överskrider den förinställda gränsen sätts strömförsörjningen i statiskt eller avstängningsläge. Vissa smältbrytare återställer automatiskt strömmen om temperaturen sjunker, andra inte.
Omvänd anslutningsskydd - Om lasten är omvänt ansluten (positiv effekt till negativ lastskena och vice versa) förhindrar omvänd anslutningsskydd strömflöde och nollställer spänningen. Detta skydd är särskilt populärt i applikationer där batteriet kopplas bort och sedan återansluts, till exempel i bilar eller applikationer där batteriet eller dess kontakt inte är låst.
Praktiska skyddsanordningar inkluderar metalloxidreostat (MOV), termistor med positiv temperaturkoefficient (PTC), diod för transient spänningsundertryckning (TVS), gasurladdningsrör (GDT) och självåtervinnande säkringar av polymer PTC.
Frågan om vad man ska skydda, vad man ska förhindra och hur man gör det är inte så enkelt som det verkar. Vilka typer av skydd behöver vi lägga till strömförsörjningen? Som vanligt är svaret" beror på" på själva strömförsörjningen, belastningen och systemet. Från ics (inklusive omvandlare och regulatorer) till större moduler och till och med chassi/öppna enheter, många strömförsörjningar och relaterade funktioner ingår i några av dessa, men du kan behöva lägga till andra.
Vilket är ditt föredragna strömskydd? Vilka typer av skydd tillförde du strömförsörjningen, igen av god teknisk bedömning eller av försök och fel?