Công nghệ bảo vệ của nguồn điện được điều chỉnh chuyển mạch DC
Các thiết bị chuyển mạch công suất cao được sử dụng trong bộ điều chỉnh chuyển mạch hiện tại đắt hơn và mạch điều khiển phức tạp hơn. Ngoài ra, tải của bộ điều chỉnh chuyển mạch nói chung là một hệ thống điện tử được cài đặt với một số lượng lớn các thiết bị tích hợp cao. Các bóng bán dẫn và thiết bị tích hợp có khả năng chống sốc điện và nhiệt kém.
Do đó, việc bảo vệ bộ điều chỉnh chuyển mạch phải tính đến sự an toàn của chính bộ điều chỉnh và tải. Có nhiều loại mạch bảo vệ, ở đây là bảo vệ phân cực, bảo vệ chương trình, bảo vệ quá dòng, bảo vệ quá áp, bảo vệ dưới điện áp và bảo vệ quá nhiệt và các mạch khác. Một số phương pháp bảo vệ thường được lựa chọn để kết hợp với nhau để tạo thành một hệ thống bảo vệ hoàn chỉnh.
Chuyển đổi mạch bảo vệ nguồn điện
Đầu vào của bộ điều chỉnh chuyển mạch DC nói chung là nguồn điện DC không được kiểm soát. Do thao tác sai hoặc kết nối ngẫu nhiên, cực của công tắc sẽ bị hỏng, điều này sẽ làm hỏng nguồn điện chuyển mạch.
Mục đích của bảo vệ phân cực là làm cho bộ điều chỉnh chuyển mạch chỉ hoạt động khi được kết nối với nguồn điện một chiều không được điều chỉnh với đúng cực. Có thể đạt được bảo vệ phân cực nguồn điện bằng cách sử dụng các thiết bị dẫn điện một chiều. Mạch bảo vệ phân cực đơn giản nhất được thể hiện trong hình. Vì điốt D phải chạy qua tổng dòng điện đầu vào của bộ điều chỉnh chuyển mạch, nên mạch này phù hợp hơn với bộ điều chỉnh chuyển mạch công suất thấp. Trong trường hợp công suất cao, mạch bảo vệ phân cực được sử dụng như một liên kết trong bảo vệ chương trình, có thể tiết kiệm diode công suất cao cần thiết để bảo vệ phân cực và mức tiêu thụ điện năng cũng sẽ giảm.
bảo vệ chương trình
Mạch của bộ nguồn điều chỉnh chuyển mạch phức tạp hơn và về cơ bản có thể được chia thành phần điều khiển công suất thấp và phần chuyển mạch công suất cao. Chuyển đổi bóng bán dẫn là năng lượng cao. Để bảo vệ sự an toàn của các bóng bán dẫn chuyển đổi khi bật hoặc tắt nguồn điện, các mạch điều khiển công suất thấp như bộ điều chế và bộ khuếch đại trước tiên phải hoạt động. Để đạt được điều này, cần đảm bảo quy trình khởi động chính xác.
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 bật nguồn, một dòng điện đột biến lớn sẽ chạy qua tụ lọc và dòng điện đột biến này có thể gấp vài lần dòng điện đầu vào bình thường. Dòng điện tăng đột biến lớn như vậy có thể làm chảy các tiếp điểm của công tắc nguồn hoặc rơle thông thường và làm nổ cầu chì đầu vào. Ngoài ra, dòng điện vào có thể làm hỏng tụ điện, làm giảm tuổi thọ của tụ điện và gây hỏng hóc sớm. Vì lý do này, nên kết nối một điện trở giới hạn dòng điện khi khởi động và tụ điện phải được sạc qua điện trở giới hạn dòng điện này. Để không làm cho 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, một rơle được sử dụng để tự động đoản mạch nó sau quá trình khởi động tạm thời, để nguồn điện một chiều trực tiếp cung cấp điện cho bộ điều chỉnh chuyển mạch, như hình ảnh hiển thị. Mạch này được gọi là mạch "khởi động mềm" của bộ điều chỉnh chuyển mạch.
3. Bảo vệ quá dòng
Khi có các tình huống bất ngờ xảy ra như ngắn mạch tải, quá tải hoặc hỏng mạch điều khiển, dòng điện chạy qua transistor chuyển mạch trong ổn áp sẽ quá lớn, làm tăng công suất tiêu thụ của bóng đèn và gây nóng. Nếu không có thiết bị bảo vệ quá dòng, bóng bán dẫn chuyển mạch công suất cao có thể bị hỏng. Do đó, bảo vệ quá dòng thường được sử dụng trong bộ điều chỉnh chuyển mạch. Cách kinh tế và dễ dàng nhất là sử dụng cầu chì. Do công suất nhiệt của bóng bán dẫn nhỏ, cầu chì thông thường thường không thể đóng vai trò bảo vệ và thường được sử dụng cầu chì thổi nhanh. Phương pháp này có ưu điểm là bảo vệ dễ dàng, tuy nhiên, thông số kỹ thuật của cầu chì cần được lựa chọn theo yêu cầu của khu vực làm việc an toàn của bóng bán dẫn công tắc cụ thể. Nhược điểm của biện pháp bảo vệ quá dòng này là sự bất tiện của việc thay thế cầu chì thường xuyên.
Bảo vệ giới hạn dòng điện và bảo vệ cắt dòng điện thường được sử dụng trong bộ điều chỉnh tuyến tính có thể được áp dụng trong bộ điều chỉnh chuyển mạch. Tuy nhiên, theo đặc điểm của bộ điều chỉnh chuyển mạch, đầu ra của mạch bảo vệ này không thể điều khiển trực tiếp bóng bán dẫn chuyển mạch mà đầu ra của bảo vệ quá dòng phải được chuyển đổi thành lệnh xung để điều khiển bộ điều biến bảo vệ bóng bán dẫn chuyển mạch. Để thực hiện bảo vệ quá dòng, thông thường cần sử dụng điện trở lấy mẫu nối tiếp trong mạch, điều này sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả của nguồn điện, vì vậy nó chủ yếu được sử dụng trong các bộ điều chỉnh chuyển mạch công suất thấp. Trong nguồn cung cấp năng lượng được điều chỉnh chuyển mạch công suất cao, khi xem xét mức tiêu thụ điện năng, nên tránh càng nhiều càng tốt việc tiếp cận điện trở lấy mẫu. Do đó, bảo vệ quá dòng thường được chuyển đổi thành bảo vệ quá áp và thấp áp.
4. Bảo vệ quá áp
Bảo vệ quá áp của bộ điều chỉnh chuyển mạch 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 như pin và bộ chỉnh lưu được sử dụng bởi bộ điều chỉnh chuyển mạch quá cao, bộ điều chỉnh chuyển mạch không thể hoạt động bình thường và thậm chí làm hỏng các thiết bị bên trong. Vì vậy cần sử dụng mạch bảo vệ quá áp đầu vào.
5. Bảo vệ dưới điện áp
Khi điện áp đầu ra thấp hơn giá trị được chỉ định, nó phản ánh sự bất thường trong nguồn điện DC đầu vào, bên trong bộ điều chỉnh chuyển mạch hoặc tải đầu ra. Khi điện áp nguồn DC đầu vào giảm xuống dưới giá trị quy định, điện áp đầu ra của bộ điều chỉnh chuyển mạch sẽ giảm xuống và dòng điện đầu vào sẽ tăng lên, điều này sẽ gây nguy hiểm cho cả bóng bán dẫn chuyển mạch và nguồn điện đầu vào. Vì vậy, cần phải thiết lập bảo vệ dưới điện áp
6. Bảo vệ quá nhiệt
Sự tích hợp cao, trọng lượng nhẹ và khối lượng nhỏ của bộ điều chỉnh chuyển mạch làm tăng đáng kể mật độ năng lượng trên một đơn vị khối lượng và yêu cầu của các bộ phận bên trong thiết bị cấp nguồn đối với nhiệt độ môi trường làm việc của chúng cũng tăng theo. Nếu không, hiệu suất của mạch sẽ kém đi và các bộ phận sẽ hỏng sớm. Do đó, bảo vệ quá nhiệt nên được đặt trong các bộ điều chỉnh chuyển mạch công suất cao.
