تكنولوجيا الحماية لمزود الطاقة المنظم بتبديل التيار المستمر
تعد أجهزة التحويل عالية الطاقة المستخدمة في منظم التحويل الحالي أكثر تكلفة ، ودائرة التحكم أكثر تعقيدًا. بالإضافة إلى ذلك ، فإن حمل منظم التبديل هو بشكل عام نظام إلكتروني مركب مع عدد كبير من الأجهزة المتكاملة للغاية. تتمتع الترانزستورات والأجهزة المتكاملة بمقاومة ضعيفة للصدمات الكهربائية والحرارية.
لذلك ، يجب أن تأخذ حماية منظم التبديل في الاعتبار سلامة المنظم نفسه والحمل. هناك العديد من أنواع دوائر الحماية ، وهنا حماية القطبية ، وحماية البرنامج ، والحماية من التيار الزائد ، وحماية الجهد الزائد ، وحماية الجهد المنخفض ، والحماية من الحرارة الزائدة والدوائر الأخرى. عادة ما يتم اختيار العديد من طرق الحماية ليتم دمجها لتشكيل نظام حماية كامل.
تبديل دائرة حماية امدادات الطاقة
المدخل إلى منظم تبديل التيار المستمر هو بشكل عام مصدر طاقة تيار مستمر غير منظم. بسبب التشغيل الخاطئ أو الاتصال العرضي ، ستتلف قطبية المفتاح ، مما يؤدي إلى إتلاف مصدر طاقة التحويل.
الغرض من حماية القطبية هو جعل منظم التبديل يعمل فقط عند توصيله بمصدر طاقة تيار مستمر غير منظم مع القطبية الصحيحة. يمكن تحقيق حماية قطبية مصدر الطاقة باستخدام أجهزة التوصيل أحادية الاتجاه. تظهر أبسط دائرة حماية قطبية في الشكل. نظرًا لأن الصمام الثنائي D يجب أن يتدفق عبر تيار الإدخال الكلي لمنظم التبديل ، فإن هذه الدائرة أكثر ملاءمة لمنظمات التبديل منخفضة الطاقة. في حالة الطاقة العالية ، يتم استخدام دائرة حماية القطبية كحلقة وصل في حماية البرنامج ، والتي يمكن أن توفر الصمام الثنائي عالي الطاقة المطلوب لحماية القطبية ، كما سيتم تقليل استهلاك الطاقة.
حماية البرنامج
تعد دائرة مصدر الطاقة المنظم للتبديل أكثر تعقيدًا ، ويمكن تقسيمها أساسًا إلى جزء تحكم منخفض الطاقة وجزء تبديل عالي الطاقة. تبديل الترانزستورات عالية الطاقة. من أجل حماية سلامة تبديل الترانزستورات عند تشغيل أو إيقاف تشغيل مصدر الطاقة ، يجب أن تعمل دوائر التحكم منخفضة الطاقة مثل المُعدِّلات ومكبرات الصوت أولاً. تحقيقا لهذه الغاية ، من الضروري التأكد من إجراء التمهيد الصحيح.
يتم توصيل نهاية الإدخال لمنظم التبديل بشكل عام بفلتر إدخال مع محاثة صغيرة وسعة كبيرة. في لحظة التشغيل ، سوف يتدفق تيار تدفق كبير عبر مكثف المرشح ، ويمكن أن يكون تيار التدفق هذا عدة مرات من تيار الإدخال العادي. يمكن لمثل هذا التيار الكهربائي الكبير أن يذيب ملامسات مفاتيح أو مرحلات الطاقة العادية ويفجر فتيل الإدخال. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يتسبب تيار التدفق في إتلاف المكثفات ، ويقصر من عمرها ويسبب فشلًا مبكرًا. لهذا السبب ، يجب توصيل المقاوم المحدد للتيار عند بدء التشغيل ، ويجب شحن المكثف من خلال هذا المقاوم المحدد للتيار. من أجل عدم التسبب في أن المقاوم المحدد الحالي يستهلك قدرًا كبيرًا من الطاقة ويؤثر على التشغيل العادي لمنظم التبديل ، يتم استخدام مرحل لتقصير الدائرة تلقائيًا بعد عملية بدء التشغيل المؤقتة ، بحيث يقوم مصدر طاقة التيار المستمر بإمداد الطاقة مباشرة إلى منظم التبديل ، كما تظهر الصورة. تسمى هذه الدائرة بدائرة "البداية الناعمة" لمنظم التبديل.
3. على مدى الحماية الحالية
عندما تكون هناك حالات غير متوقعة مثل تحميل دائرة كهربائية قصيرة أو تحميل زائد أو فشل دائرة التحكم ، فإن التيار المتدفق عبر ترانزستور التبديل في مثبت الجهد سيكون كبيرًا جدًا ، مما سيزيد من استهلاك الطاقة للأنبوب ويسبب الحرارة. إذا لم يكن هناك جهاز حماية من التيار الزائد ، فقد يتلف ترانزستور التحويل عالي الطاقة. لذلك ، يتم استخدام حماية التيار الزائد بشكل شائع في تبديل المنظمين. الطريقة الأكثر اقتصادا وسهولة هي استخدام الصمامات. بسبب السعة الحرارية الصغيرة للترانزستور ، لا يمكن للصمامات العادية أن تلعب دورًا وقائيًا ، وعادة ما تستخدم الصمامات سريعة الانفجار. تتميز هذه الطريقة بالحماية السهلة ، ومع ذلك ، يجب تحديد مواصفات المصهر وفقًا لمتطلبات منطقة العمل الآمنة لترانزستور التبديل المحدد. عيب إجراء حماية التيار الزائد هذا هو إزعاج استبدال الصمامات بشكل متكرر.
يمكن تطبيق الحماية المقيدة الحالية والحماية الحالية للقطع المستخدمة بشكل شائع في المنظمين الخطيين في تبديل المنظمين. ومع ذلك ، وفقًا لخصائص منظم التبديل ، فإن خرج دائرة الحماية هذه لا يمكن أن يتحكم بشكل مباشر في ترانزستور التبديل ، ولكن يجب تحويل ناتج حماية التيار الزائد إلى أمر نبضي للتحكم في المغير لحماية ترانزستور التحويل. من أجل تحقيق حماية التيار الزائد ، من الضروري بشكل عام استخدام المقاوم لأخذ العينات في سلسلة في الدائرة ، مما سيؤثر على كفاءة مزود الطاقة ، لذلك يتم استخدامه في الغالب في منظمات التبديل منخفضة الطاقة. في مزود الطاقة المنظم بتبديل الطاقة العالية ، مع الأخذ في الاعتبار استهلاك الطاقة ، يجب تجنب وصول المقاوم لأخذ العينات قدر الإمكان. لذلك ، عادةً ما يتم تحويل الحماية من التيار الزائد إلى حماية ضد الجهد الزائد أو المنخفض.
4. حماية الجهد الزائد
تشمل حماية الجهد الزائد لمنظمات التحويل حماية الجهد الزائد للإدخال وحماية الجهد الزائد الناتج. إذا كان جهد مصدر طاقة التيار المستمر غير المنظم مثل البطارية والمقوم المستخدم من قبل منظم التبديل مرتفعًا جدًا ، فلن يعمل منظم التبديل بشكل طبيعي ، بل قد يؤدي إلى تلف الأجهزة الداخلية. لذلك ، من الضروري استخدام دائرة حماية الجهد الزائد للإدخال.
5. حماية الجهد المنخفض
عندما يكون جهد الخرج أقل من القيمة المحددة ، فإنه يعكس حالة غير طبيعية في مصدر طاقة التيار المستمر ، داخل منظم التبديل ، أو حمل الإخراج. عندما ينخفض جهد إمداد الطاقة للتيار المستمر عن القيمة المحددة ، سينخفض جهد الخرج لمنظم التبديل وسيزداد تيار الإدخال ، مما سيعرض للخطر كلاً من ترانزستور التبديل ومصدر طاقة الإدخال. لذلك ، من الضروري ضبط حماية الجهد المنخفض
6. الحماية المحموم
يزيد التكامل العالي والوزن الخفيف والحجم الصغير لمنظمات التبديل بشكل كبير من كثافة الطاقة لكل وحدة حجم ، كما أن متطلبات المكونات داخل جهاز إمداد الطاقة لدرجة حرارة بيئة العمل الخاصة بهم تزداد وفقًا لذلك. خلاف ذلك ، سوف يتدهور أداء الدائرة وسوف تفشل المكونات قبل الأوان. لذلك ، يجب ضبط الحماية من السخونة الزائدة في منظمات التحويل عالية الطاقة.
