تقنية الحماية لمزود الطاقة المستقر بتبديل التيار المستمر
تعد أجهزة التحويل عالية الطاقة المستخدمة في منظمات تبديل التيار المستمر أكثر تكلفة ، ودوائر التحكم الخاصة بها أكثر تعقيدًا. بالإضافة إلى ذلك ، فإن حمل منظم التبديل هو بشكل عام نظام إلكتروني مُركب مع عدد كبير من الأجهزة المتكاملة للغاية. تعتبر الترانزستورات والأجهزة المتكاملة أقل قدرة على تحمل الصدمات الكهربائية والحرارية. لذلك ، يجب أن تأخذ حماية منظم التبديل في الاعتبار سلامة المنظم نفسه والحمل. دائرة الحماية
هناك العديد من الأنواع ، نقدم هنا الدوائر مثل حماية القطبية ، وحماية البرنامج ، وحماية التيار الزائد ، وحماية الجهد الزائد ، وحماية الجهد المنخفض ، والحماية من الحرارة الزائدة. عادة ما يتم اختيار العديد من طرق الحماية ليتم دمجها لتشكيل نظام حماية كامل.
1 حماية قطبية
يعتبر إدخال منظم تبديل التيار المستمر بشكل عام مصدر طاقة تيار مستمر غير منظم. سوف يتضرر مصدر الطاقة المنظم بالتبديل إذا تم توصيل قطبيته بشكل خاطئ بسبب التشغيل الخاطئ أو الحادث. 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 جهاز توصيل أحادي الاتجاه. تدخل أبسط دائرة حماية قطبية إلى التيار الكلي ، لذا فإن هذه الدائرة أكثر ملاءمة لمنظمات تبديل الطاقة المنخفضة. في حالة الطاقة الأعلى ، يتم استخدام دائرة حماية القطبية كحلقة وصل في حماية البرنامج ، والتي يمكن أن توفر
الثنائيات عالية الطاقة المطلوبة لحماية القطبية ستقلل أيضًا من تبديد الطاقة. لسهولة التشغيل ، من السهل تحديد ما إذا كانت القطبية صحيحة أم لا.
2 برنامج حماية
تعتبر دائرة إمداد الطاقة المنظم بالتبديل معقدة نسبيًا ، ويمكن تقسيمها أساسًا إلى جزء تحكم منخفض الطاقة وجزء تبديل عالي الطاقة. تحويل الترانزستورات ذات طاقة عالية. من أجل حماية سلامة تبديل الترانزستورات عند تشغيل الطاقة أو إيقاف تشغيلها ، يجب أن تعمل دوائر التحكم منخفضة الطاقة مثل المُعدِّلات ومكبرات الصوت أولاً. تحقيقا لهذه الغاية ، لضمان إجراء التمهيد الصحيح. يتم توصيل طرف الإدخال لمنظم التبديل بشكل عام بفلتر إدخال بمحث صغير ومكثف كبير. في لحظة التشغيل ، سيتدفق مكثف المرشح تيارًا كبيرًا ، والذي يمكن أن يكون عدة مرات من تيار الإدخال العادي. يمكن لمثل هذا التدفق الكبير أن يذوب ملامسات مفتاح الطاقة العادي أو ملامسات المرحل ويفجر فتيل الإدخال. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يؤدي تدفق التيار أيضًا إلى إتلاف المكثف ، مما يقصر من عمره ويفشل سابقًا لأوانه. لهذا السبب ، يجب توصيل المقاوم المحدد للتيار عند بدء التشغيل ، وسيتم شحن المكثف من خلال هذا المقاوم المحدد للتيار. من أجل عدم التسبب في أن المقاوم المحدد الحالي يستهلك الكثير من الطاقة ، وذلك للتأثير على التشغيل العادي لمنظم التبديل ، بعد انتهاء عملية بدء التشغيل المؤقتة ، يتم استخدام مرحل لتقصيره تلقائيًا ، بحيث يكون التيار المستمر يزود مصدر الطاقة بالطاقة مباشرة لمنظم التحويل. . تسمى هذه الدائرة بدائرة "البداية الناعمة" لمنظم التبديل.
3 حماية التيار الزائد
عند حدوث حوادث مثل تحميل دائرة كهربائية قصيرة أو تحميل زائد أو فشل دائرة التحكم ، فإن التيار المتدفق عبر ترانزستور التبديل في منظم الجهد سيكون كبيرًا جدًا ، مما سيزيد من استهلاك الطاقة للأنبوب ويولد الحرارة. إذا لم يكن هناك تيار زائد
قد تتلف أجهزة الحماية ، ترانزستورات التحويل عالية الطاقة. لذلك ، يتم استخدام حماية التيار الزائد بشكل شائع في تبديل المنظمين. أرخص وأسهل طريقة هي استخدام المصهر. بسبب السعة الحرارية الصغيرة للترانزستورات ، لا يمكن للصمامات العادية أن تلعب دورًا وقائيًا ، وعادة ما تستخدم الصمامات السريعة.
فتيل سريع الانفجار. تتميز هذه الطريقة بالحماية السهلة ، ولكن يجب تحديد مواصفات المصهر وفقًا لمتطلبات منطقة العمل الآمنة لترانزستور التحويل المحدد. عيب تدبير حماية التيار الزائد هذا هو إزعاج استبدال المصهر بشكل متكرر. يمكن تطبيق الحماية المقيدة الحالية وحماية القطع الحالية 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 الحماية من التيار الزائد ، من الضروري بشكل عام استخدام مقاومات أخذ العينات في سلسلة في الدائرة ، مما سيؤثر على كفاءة مصدر الطاقة ، لذلك يتم استخدامه في الغالب في مناسبة منظمات التبديل منخفضة الطاقة. في مصادر الطاقة المنظمة للتبديل عالي الطاقة ، مع مراعاة استهلاك الطاقة ، يجب تجنب توصيل مقاومات أخذ العينات قدر الإمكان. لذلك ، عادةً ما يتم تحويل الحماية من التيار الزائد إلى حماية ضد الجهد الزائد والجهد المنخفض.
4 حماية الجهد الزائد
تشمل حماية الجهد الزائد لمنظم التبديل حماية الجهد الزائد للإدخال وحماية من الجهد الزائد الناتج. إذا كان جهد مصدر طاقة التيار المستمر غير المنظم الذي يستخدمه منظم جهد التبديل ، مثل البطارية والمُعدِّل ، مرتفعًا جدًا ، فلن يعمل منظم جهد التبديل بشكل طبيعي ، بل قد يؤدي إلى إتلاف الأجهزة الداخلية. لذلك ، من الضروري استخدام دائرة حماية الجهد الزائد للإدخال. دائرة حماية مكونة من ترانزستورات ومرحلات.
5 حماية انخفاض الجهد
عندما يكون جهد الخرج أقل من القيمة المحددة ، فهذا يعني أن هناك خللًا في مصدر طاقة الإدخال DC ، أو داخل منظم التبديل ، أو في حمل الإخراج. عندما ينخفض جهد إمداد التيار المستمر عن القيمة المحددة ، فسوف يتسبب ذلك
ينخفض جهد الخرج لمنظم التبديل ويزداد تيار الإدخال ، مما يعرض للخطر كلاً من ترانزستور التبديل وقوة الإدخال. لذلك ، يجب إعداد حماية الجهد المنخفض. حماية بسيطة من الجهد المنخفض
