Технологија заштите ДЦ прекидачког регулисаног напајања
Преклопни уређаји велике снаге који се користе у тренутном прекидачком регулатору су скупљи, а управљачки круг је компликованији. Поред тога, оптерећење прекидача регулатора је углавном електронски систем инсталиран са великим бројем високо интегрисаних уређаја. Транзистори и интегрисани уређаји имају слабу отпорност на електричне и топлотне ударе.
Дакле, заштита прекидача регулатора треба да узме у обзир сигурност самог регулатора и оптерећења. Постоји много врста заштитних кола, овде су заштита поларитета, програмска заштита, заштита од прекомерне струје, заштита од пренапона, заштита од поднапона и заштита од прегревања и друга кола. Обично се бира неколико метода заштите које се комбинују да би се формирао комплетан систем заштите.
Заштитно коло прекидача напајања
Улаз за ДЦ прекидачки регулатор је генерално нерегулисано једносмерно напајање. Због погрешног рада или случајног повезивања, поларитет прекидача ће бити оштећен, што ће оштетити прекидачки извор напајања.
Сврха заштите поларитета је да омогући да прекидачки регулатор ради само када је повезан на нерегулисани извор једносмерне струје са исправним поларитетом. Заштита поларитета напајања може се постићи коришћењем једносмерних проводних уређаја. Најједноставнији круг заштите поларитета приказан је на слици. Пошто диода Д мора да тече кроз укупну улазну струју прекидачког регулатора, ово коло је погодније за прекидаче регулатора мале снаге. У случају велике снаге, коло заштите поларитета се користи као веза у програмској заштити, што може уштедети диоду велике снаге која је потребна за заштиту поларитета, а потрошња енергије ће се такође смањити.
Заштита програма
Коло прекидачко регулисаног напајања је сложеније и у основи се може поделити на управљачки део мале снаге и прекидачки део велике снаге. Прекидачки транзистори су велике снаге. Да би се заштитила сигурност уклопних транзистора при укључивању или искључивању напајања, прво морају прорадити управљачка кола мале снаге као што су модулатори и појачала. У ту сврху потребно је осигурати исправну процедуру покретања.
Улазни крај прекидача је углавном повезан са улазним филтером са малом индуктивношћу и великим капацитетом. У тренутку укључивања, велика струја пренапона ће тећи кроз кондензатор филтера, а ова струја пренапона може бити неколико пута већа од нормалне улазне струје. Овако велика струја пренапона може да растопи контакте обичних прекидача или релеја и прегори улазни осигурач. Поред тога, ударна струја може оштетити кондензаторе, скраћујући њихов животни век и изазивајући превремени квар. Из тог разлога, отпорник за ограничавање струје треба да се повеже при покретању, а кондензатор треба да се пуни кроз овај отпорник за ограничавање струје. Да не би дошло до тога да отпорник за ограничавање струје троши превише енергије и утиче на нормалан рад прекидачког регулатора, релеј се користи да га аутоматски кратко споји након покретања прелазног процеса, тако да ДЦ напајање директно напаја струју за прекидачки регулатор, као што је приказано на слици. Ово коло се назива "софт-старт" круг прекидача регулатора.
3. Заштита од прекомерне струје
Када дође до неочекиваних ситуација као што су кратки спој оптерећења, преоптерећење или квар контролног кола, струја која тече кроз прекидачки транзистор у стабилизатору напона ће бити превелика, што ће повећати потрошњу енергије цеви и изазвати топлоту. Ако не постоји уређај за заштиту од прекомерне струје, може се оштетити прекидачки транзистор велике снаге. Због тога се прекострујна заштита обично користи у прекидачким регулаторима. Најекономичнији и најлакши начин је употреба осигурача. Због малог топлотног капацитета транзистора, обични осигурачи углавном не могу играти заштитну улогу, а обично се користе осигурачи са брзим ударом. Предност ове методе је лака заштита, међутим, спецификацију осигурача треба изабрати у складу са захтевима сигурног радног подручја специфичног транзистора прекидача. Недостатак ове мере заштите од прекомерне струје је непријатност честе замене осигурача.
Заштита од ограничења струје и заштита од струјног прекида који се обично користе у линеарним регулаторима могу се применити у прекидачким регулаторима. Међутим, према карактеристикама прекидачког регулатора, излаз овог заштитног кола не може директно контролисати комутациони транзистор, већ се излаз прекострујне заштите мора претворити у импулсну команду за контролу модулатора за заштиту комутационог транзистора. Да би се реализовала прекострујна заштита, генерално је неопходно користити серијски у колу узорковања отпорника, што ће утицати на ефикасност напајања, па се највише користи у прекидачким регулаторима мале снаге. У прекидачком регулисаном напајању велике снаге, с обзиром на потрошњу енергије, приступ отпорнику за узорковање треба избегавати што је више могуће. Због тога се прекострујна заштита обично претвара у заштиту од пренапона и поднапона.
4. Заштита од пренапона
Заштита од пренапона прекидачких регулатора обухвата улазну пренапонску заштиту и излазну пренапонску заштиту. Ако је напон нерегулисаног ДЦ напајања, као што су батерија и исправљач који користи прекидачки регулатор, превисок, прекидачки регулатор не може нормално да ради, па чак и оштети унутрашње уређаје. Због тога је неопходно користити улазно коло за заштиту од пренапона.
5. Поднапонска заштита
Када је излазни напон нижи од наведене вредности, то одражава абнормалност у улазном ДЦ напајању, унутар прекидача регулатора или излазном оптерећењу. Када улазни једносмерни напон напајања падне испод наведене вредности, излазни напон прекидачког регулатора ће пасти и улазна струја ће се повећати, што ће угрозити и прекидачки транзистор и улазно напајање. Због тога је неопходно поставити заштиту од поднапона
6. Заштита од прегревања
Велика интеграција, мала тежина и мала запремина прекидачких регулатора у великој мери повећавају густину снаге по јединици запремине, а сходно томе се повећавају и захтеви компоненти унутар уређаја за напајање за температуру њиховог радног окружења. У супротном, перформансе кола ће се погоршати и компоненте ће прерано отказати. Због тога треба подесити заштиту од прегревања у прекидачким регулаторима велике снаге.
