دوائر حماية مختلفة للمكونات الداخلية لإمدادات الطاقة DC
مع تطور العلوم والتكنولوجيا، أصبحت العلاقة بين المعدات الإلكترونية للطاقة وعمل الناس وحياتهم وثيقة بشكل متزايد، ولا يمكن للمعدات الإلكترونية الاستغناء عن مصادر طاقة موثوقة. لذلك، بدأت مصادر الطاقة بتبديل التيار المستمر تلعب دورًا متزايد الأهمية ودخلت مجالات مختلفة من المعدات الإلكترونية والكهربائية. تم استخدام مصادر طاقة تحويل التيار المستمر على نطاق واسع في المفاتيح التي يتم التحكم فيها بالبرنامج، والاتصالات، وإمدادات الطاقة لمعدات الكشف الإلكترونية، وإمدادات الطاقة لمعدات التحكم، وما إلى ذلك. وفي الوقت نفسه، مع تطور العديد من التقنيات عالية التقنية، بما في ذلك تكنولوجيا التبديل عالية التردد، تكنولوجيا التبديل الناعمة، تكنولوجيا تصحيح عامل الطاقة، تكنولوجيا التصحيح المتزامن، التكنولوجيا الذكية، تكنولوجيا التثبيت السطحي، وما إلى ذلك، تكنولوجيا تحويل إمدادات الطاقة تبتكر باستمرار، مما يوفر مجموعة واسعة من مساحة التطوير لإمدادات الطاقة بتبديل التيار المستمر. ومع ذلك، ونظرًا لتعقيد دائرة التحكم في تبديل مصادر الطاقة، فإن الترانزستورات والأجهزة المتكاملة تتمتع بمقاومة ضعيفة للصدمات الكهربائية والحرارية، مما يسبب إزعاجًا كبيرًا للمستخدمين أثناء الاستخدام. من أجل حماية سلامة مصدر طاقة التبديل نفسه والحمل، استنادًا إلى مبادئ وخصائص مصدر طاقة تحويل التيار المستمر، تم تصميم الحماية من الحرارة الزائدة، وحماية التيار الزائد، وحماية الجهد الزائد، ودوائر حماية البداية الناعمة.
المبدأ التشغيلي
يتكون مصدر طاقة تحويل التيار المستمر من جزء الإدخال وجزء تحويل الطاقة وجزء الإخراج وجزء التحكم. جزء تحويل الطاقة هو جوهر مصدر طاقة التبديل، والذي يقوم بالتقطيع عالي التردد على التيار المستمر غير المستقر ويكمل وظيفة التحويل المطلوبة للإخراج. وهو يتألف بشكل رئيسي من ترانزستور التبديل ومحول عالي التردد. يوضح الشكل 1 الرسم التخطيطي والرسم التخطيطي المكافئ لمصدر طاقة تحويل التيار المستمر، والذي يتكون من مقوم موجة كاملة، وترانزستور التبديل V، وإشارة الإثارة، والصمام الثنائي الحر Vp، ومحث تخزين الطاقة، ومكثف الترشيح C. في الواقع، الجزء الأساسي من مصدر طاقة تحويل التيار المستمر هو محول تيار مستمر.
صفة مميزة
من أجل تلبية احتياجات المستخدمين، تلتزم الشركات المصنعة الرئيسية لإمدادات الطاقة على المستويين المحلي والدولي بتطوير أنواع جديدة من المكونات الذكية للغاية بشكل متزامن، خاصة من خلال تحسين خسائر أجهزة التصحيح الثانوية وزيادة الابتكار التكنولوجي في مجال الطاقة الفريت (Mn Zn) مواد لتحسين القدرة على الحصول على خصائص مغناطيسية عالية عند الترددات العالية وكثافات التدفق المغناطيسي العالية. في الوقت نفسه، حقق تطبيق تقنية SMT تقدمًا كبيرًا في تبديل إمدادات الطاقة، وترتيب المكونات على جانبي لوحة الدائرة لضمان أن يكون مصدر طاقة التبديل خفيفًا وصغيرًا ورقيقًا. لذلك، فإن اتجاه تطوير مصدر طاقة تحويل التيار المستمر هو التردد العالي، والموثوقية العالية، والاستهلاك المنخفض، والضوضاء المنخفضة، ومكافحة التداخل، والنموذجية.
عيب مصدر طاقة تحويل التيار المستمر هو أنه يعاني من تداخل شديد في التحويل وقدرة ضعيفة على التكيف مع البيئات القاسية والأخطاء المفاجئة. نظرًا للفجوة بين تكنولوجيا الإلكترونيات الدقيقة المحلية، وتكنولوجيا إنتاج الأجهزة المقاومة والسعوية، وتكنولوجيا المواد المغناطيسية وبعض البلدان المتقدمة تقنيًا، فإن تكنولوجيا إنتاج مصادر الطاقة بتبديل التيار المستمر صعبة، والصيانة مزعجة، والتكلفة مرتفعة.
حماية العاصمة تحويل التيار الكهربائي
استنادًا إلى الخصائص والظروف الكهربائية الفعلية لمصادر طاقة تحويل التيار المستمر، 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 أنبوب الضبط من الاحتراق عندما تكون الدائرة قصيرة الدائرة أو يزداد التيار. الطريقة الأساسية هي ضبط الترانزستور على حالة الانحياز العكسي عندما يتجاوز تيار الخرج قيمة معينة، وبالتالي قطع تيار الدائرة وقطعه تلقائيًا. تتكون دائرة حماية التيار الزائد من ترانزستور BG2 ومقاوم مقسم الجهد R4 و R5. عندما تعمل الدائرة بشكل طبيعي، فإن تأثير الجهد بين R4 وR5 يتسبب في أن يكون الجهد الأساسي لـ BG2 أعلى من جهد الباعث، ويتحمل وصلة الباعث جهدًا عكسيًا. لذا فإن BG2 في حالة قطع (أي ما يعادل دائرة مفتوحة)، وليس لها أي تأثير على دائرة تثبيت الجهد. عندما تكون الدائرة قصيرة، يكون جهد الخرج صفرًا، ويكون باعث BG2 مكافئًا للأرض. لذلك، يكون BG2 في حالة توصيل مشبعة (أي ما يعادل ماس كهربائى)، مما يجعل القاعدة والباعث لأنبوب التعديل BG1 قريبًا من ماس كهربائى وفي حالة القطع، مما يؤدي إلى قطع تيار الدائرة وتحقيق أغراض الحماية.
دائرة حماية الجهد الزائد
تعتبر دائرة مصدر الطاقة المنظم بالمفتاح معقدة نسبيًا، ويتم توصيل طرف الإدخال لمصدر الطاقة المنظم بالمفتاح عمومًا بمرشح إدخال ذو محاثة صغيرة وسعة كبيرة. في لحظة بدء التشغيل، سوف يتدفق مكثف المرشح تيارًا مفاجئًا كبيرًا، والذي يمكن أن يكون عدة أضعاف تيار الإدخال العادي. سيؤدي مثل هذا التيار الكبير إلى إذابة نقاط الاتصال الخاصة بمفاتيح أو مرحلات الطاقة العادية، ويتسبب في انفجار فتيل الإدخال. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تؤدي التيارات المفاجئة أيضًا إلى إتلاف المكثفات، مما يؤدي إلى تقصير عمرها الافتراضي والتسبب في تلف مبكر. لهذا السبب، يجب توصيل مقاومة محددة للتيار عند بدء التشغيل، ويجب شحن المكثف من خلال هذه المقاومة المحددة للتيار. من أجل منع المقاوم المحدد الحالي من استهلاك الكثير من الطاقة، مما قد يؤثر على التشغيل العادي لمنظم التبديل، يتم استخدام مرحل لتقصير الدائرة تلقائيًا بعد عملية بدء التشغيل المؤقتة، بحيث يقوم مصدر طاقة التيار المستمر بتزويد الطاقة مباشرة إلى منظم التبديل. تسمى هذه الدائرة بدائرة "البدء الناعم" لمصدر طاقة مفتاح التيار المستمر.
