تصميم مجموعة متنوعة من دوائر الحماية للمكونات الداخلية لمصدر الطاقة بوضع تبديل التيار المستمر
حماية التيار المستمر لتحويل التيار الكهربائي
استنادًا إلى خصائص مصادر طاقة تحويل التيار المستمر والظروف الكهربائية الفعلية، من أجل ضمان التشغيل الآمن والموثوق لمصادر طاقة تحويل التيار المستمر في البيئات القاسية والأعطال المفاجئة، تصمم هذه المقالة دوائر حماية مختلفة وفقًا للمواقف المختلفة.
دائرة حماية التيار الزائد
في دائرة إمداد الطاقة بتبديل التيار المستمر، من أجل حماية الأنبوب المنظم من الاحتراق عندما تكون الدائرة قصيرة الدائرة أو يزيد التيار. الطريقة الأساسية هي أنه عندما يتجاوز تيار الخرج قيمة معينة، يكون الأنبوب المنظم في حالة انحياز عكسي، وبالتالي يتم قطع تيار الدائرة وقطعه تلقائيًا. كما هو موضح في الشكل 1، تتكون دائرة حماية التيار الزائد من ترانزستور BG2 ومقاومات مقسم الجهد R4 وR5. عندما تعمل الدائرة بشكل طبيعي، فإن الجهد المطبق بواسطة R4 وR5 يتسبب في أن تكون الإمكانات الأساسية لـ BG2 أعلى من إمكانات الباعث، وتتعرض وصلة الباعث لجهد عكسي. لذا فإن BG2 في حالة إيقاف التشغيل (أي ما يعادل الدائرة المفتوحة)، وهو ما ليس له أي تأثير على دائرة منظم الجهد. عندما تكون الدائرة قصيرة، يكون جهد الخرج صفرًا، ويكون باعث BG2 مكافئًا للأرض. BG2 في حالة توصيل مشبعة (أي ما يعادل ماس كهربائى)، مما يجعل قاعدة وباعث أنبوب التنظيم BG1 قريبًا من ماس كهربائى وفي حالة القطع، مما يقطع تيار الدائرة ويحقق غرض الحماية .
دائرة حماية الجهد الزائد
تشتمل حماية الجهد الزائد لمنظمات التبديل في مصادر طاقة تبديل التيار المستمر على حماية الجهد الزائد للمدخل وحماية الجهد الزائد للإخراج. إذا كان جهد مصدر طاقة التيار المستمر غير المنظم (مثل البطاريات والمقومات) المستخدم في منظم التبديل مرتفعًا جدًا، فسيؤدي ذلك إلى خلل في منظم التبديل وحتى إتلاف المكونات الداخلية. ولذلك، فمن الضروري استخدام دوائر حماية الجهد الزائد المدخلات في تبديل مصادر الطاقة. يوضح الشكل 3 دائرة حماية مكونة من ترانزستور ومرحل. في هذه الدائرة، عندما يكون جهد مصدر طاقة التيار المستمر أعلى من قيمة جهد الانهيار للصمام الثنائي منظم الجهد، ينهار الصمام الثنائي منظم الجهد، ويتدفق التيار عبر المقاوم R، مما يتسبب في توصيل الترانزستور T و تتابع للعمل. يتم فتح جهة الاتصال المغلقة عادةً، مما يؤدي إلى قطع الإدخال. يمكن دمج دائرة حماية القطبية لمصدر طاقة الإدخال مع حماية الجهد الزائد للمدخل لتشكيل تمييز حماية القطبية ودائرة حماية الجهد الزائد.
دائرة حماية البداية الناعمة
تعد دائرة مصدر طاقة منظم التبديل معقدة نسبيًا، ويتم توصيل طرف الإدخال الخاص بمنظم التبديل عمومًا بمرشح إدخال ذو محاثة صغيرة وسعة كبيرة. في لحظة بدء التشغيل، سيواجه مكثف الترشيح تيارًا مفاجئًا كبيرًا، والذي يمكن أن يكون عدة أضعاف تيار الإدخال العادي. مثل هذا التيار الكبير سوف يؤدي إلى إذابة نقاط الاتصال الخاصة بمفاتيح أو مرحلات الطاقة العادية، ويتسبب في ذوبان فتيل الإدخال. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تؤدي التيارات المفاجئة أيضًا إلى إتلاف المكثفات، وتقصير عمرها الافتراضي، والتسبب في تلف مبكر. لهذا السبب، يجب توصيل مقاومة محددة للتيار أثناء بدء التشغيل لشحن المكثف. من أجل منع المقاوم المحدد الحالي من استهلاك الكثير من الطاقة والتأثير على التشغيل العادي لمنظم التبديل، يتم استخدام مرحل لقصر الدائرة تلقائيًا بعد عملية التشغيل العابرة، بحيث يقوم مصدر طاقة التيار المستمر بتزويد الطاقة مباشرة إلى منظم التبديل. تسمى هذه الدائرة بدائرة "البدء الناعم" لمصدر طاقة تحويل التيار المستمر.
