Thiết kế các mạch bảo vệ khác nhau cho các bộ phận bên trong của bộ cấp nguồn chế độ chuyển mạch DC
Bảo vệ nguồn điện chuyển mạch DC
Dựa trên đặc điểm của nguồn điện chuyển mạch DC và điều kiện điện thực tế, để đảm bảo hoạt động an toàn và đáng tin cậy của nguồn điện chuyển mạch DC trong môi trường khắc nghiệt và sự cố đột ngột, bài viết này thiết kế các mạch bảo vệ khác nhau tùy theo các tình huống khác nhau.
Mạch bảo vệ quá dòng
Trong mạch cấp nguồn chuyển mạch DC, để bảo vệ ống điều chỉnh không bị cháy khi mạch ngắn mạch hoặc dòng điện tăng. Phương pháp cơ bản là khi dòng điện đầu ra vượt quá một giá trị nhất định, ống điều chỉnh ở trạng thái phân cực ngược, từ đó cắt và tự động cắt dòng điện trong mạch. Như trong Hình 1, mạch bảo vệ quá dòng bao gồm một bóng bán dẫn BG2 và các điện trở chia điện áp R4 và R5. Khi mạch hoạt động bình thường, điện áp do R4 và R5 đặt vào làm cho điện thế cơ sở của BG2 cao hơn điện thế bộ phát và điểm nối bộ phát phải chịu điện áp ngược. Như vậy BG2 ở trạng thái tắt (tương đương hở mạch) không có tác dụng gì với mạch ổn áp. Khi mạch bị đoản mạch, điện áp đầu ra bằng 0 và bộ phát của BG2 tương đương với mặt đất. BG2 ở trạng thái dẫn điện bão hòa (tương đương đoản mạch) làm cho đế và cực phát của ống điều tiết BG1 gần như bị đoản mạch và ở trạng thái cắt, cắt dòng điện trong mạch và đạt được mục đích bảo vệ .
Mạch bảo vệ quá áp
Bảo vệ quá áp của bộ điều chỉnh chuyển mạch trong bộ nguồn chuyển mạch DC bao gồm bảo vệ quá áp đầu vào và bảo vệ quá áp đầu ra. Nếu điện áp của nguồn điện DC không được kiểm soát (chẳng hạn như pin và bộ chỉnh lưu) được sử dụng trong bộ điều chỉnh chuyển mạch quá cao, nó sẽ khiến bộ điều chỉnh chuyển mạch gặp trục trặc và thậm chí làm hỏng các bộ phận bên trong. Vì vậy, cần sử dụng mạch bảo vệ quá áp đầu vào trong việc chuyển đổi nguồn điện. Hình 3 cho thấy một mạch bảo vệ bao gồm một bóng bán dẫn và một rơle. Trong mạch này, khi điện áp nguồn DC đầu vào cao hơn giá trị điện áp đánh thủng của diode ổn áp thì diode ổn áp bị hỏng và có dòng điện chạy qua điện trở R, làm cho bóng bán dẫn T dẫn điện và rơle hoạt động. Tiếp điểm thường đóng mở ra, cắt đầu vào. Mạch bảo vệ phân cực của nguồn điện đầu vào có thể được kết hợp với bảo vệ quá áp đầu vào để tạo thành mạch bảo vệ phân biệt phân cực và mạch bảo vệ quá áp.
Mạch bảo vệ khởi động mềm
Mạch của bộ nguồn bộ điều chỉnh chuyển mạch tương đối phức tạp và đầu vào đầu vào của bộ điều chỉnh chuyển mạch thường được kết nối với bộ lọc đầu vào có độ tự cảm nhỏ và điện dung lớn. Tại thời điểm khởi động, tụ lọc sẽ gặp dòng điện tăng đột biến lớn, có thể gấp vài lần dòng điện đầu vào bình thường. Dòng điện tăng đột biến lớn như vậy sẽ làm nóng chảy các tiếp điểm của công tắc nguồn hoặc rơle thông thường và khiến cầu chì đầu vào bị nóng chảy. Ngoài ra, dòng điện tăng vọt cũng có thể làm hỏng tụ điện, rút ngắn tuổi thọ và gây hư hỏng sớm. Vì lý do này, nên kết nối một điện trở giới hạn dòng điện trong quá trình khởi động để sạc tụ điện. Để ngăn điện trở giới hạn dòng điện tiêu thụ quá nhiều điện năng và ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của bộ điều chỉnh chuyển mạch, rơle được sử dụng để tự động đoản mạch nó sau quá trình bật nguồn nhất thời, để nguồn điện DC trực tiếp cung cấp điện đến bộ điều chỉnh chuyển mạch. Mạch này được gọi là mạch "khởi động mềm" của bộ nguồn chuyển mạch DC.
