Các mạch bảo vệ khác nhau cho các bộ phận bên trong của nguồn điện DC
Với sự phát triển của khoa học công nghệ, mối quan hệ giữa thiết bị điện tử công suất với công việc, đời sống con người ngày càng trở nên chặt chẽ, thiết bị điện tử không thể thiếu nguồn điện đáng tin cậy. Do đó, bộ nguồn chuyển mạch DC đã bắt đầu đóng một vai trò ngày càng quan trọng và thâm nhập vào nhiều lĩnh vực thiết bị điện và điện tử. Bộ nguồn chuyển mạch DC đã được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị chuyển mạch điều khiển theo chương trình, truyền thông, bộ nguồn cho thiết bị phát hiện điện tử, bộ nguồn cho thiết bị điều khiển, v.v. Đồng thời, với sự phát triển của nhiều công nghệ công nghệ cao, bao gồm cả công nghệ chuyển mạch tần số cao, công nghệ chuyển mạch mềm, công nghệ hiệu chỉnh hệ số công suất, công nghệ chỉnh lưu đồng bộ, công nghệ thông minh, công nghệ lắp đặt bề mặt, v.v., công nghệ cung cấp điện chuyển mạch không ngừng đổi mới, cung cấp nhiều không gian phát triển cho nguồn điện chuyển mạch DC. Tuy nhiên, do sự phức tạp của mạch điều khiển trong việc chuyển đổi nguồn điện nên bóng bán dẫn và các thiết bị tích hợp có khả năng chống sốc điện và nhiệt kém, mang lại sự bất tiện lớn cho người dùng trong quá trình sử dụng. Để bảo vệ sự an toàn của chính nguồn điện chuyển mạch và tải, dựa trên các nguyên tắc và đặc tính của nguồn điện chuyển mạch DC, các mạch bảo vệ quá nhiệt, bảo vệ quá dòng, bảo vệ quá áp và khởi động mềm đã được thiết kế.
nguyên tắc hoạt động
Bộ nguồn chuyển mạch DC bao gồm bộ phận đầu vào, bộ phận chuyển đổi nguồn, bộ phận đầu ra và bộ phận điều khiển. Bộ phận chuyển đổi nguồn là cốt lõi của bộ nguồn chuyển mạch, thực hiện cắt tần số cao trên DC không ổn định và hoàn thành chức năng chuyển đổi cần thiết cho đầu ra. Nó chủ yếu bao gồm một bóng bán dẫn chuyển mạch và một máy biến áp tần số cao. Hình 1 thể hiện sơ đồ nguyên lý và sơ đồ nguyên lý tương đương của nguồn điện chuyển mạch một chiều, bao gồm bộ chỉnh lưu toàn sóng, bóng bán dẫn chuyển mạch V, tín hiệu kích thích, điốt quay tự do Vp, cuộn cảm lưu trữ năng lượng và tụ lọc C. bộ phận cốt lõi của nguồn điện chuyển mạch DC là máy biến áp DC.
đặc trưng
Để đáp ứng nhu cầu của người dùng, các nhà sản xuất bộ nguồn chuyển mạch lớn trong nước và quốc tế cam kết phát triển đồng bộ các loại linh kiện mới có độ thông minh cao, đặc biệt bằng cách cải thiện tổn hao của các thiết bị chỉnh lưu thứ cấp và tăng cường đổi mới công nghệ trong ferrite điện (Mn Zn) vật liệu để cải thiện khả năng thu được các đặc tính từ tính cao ở tần số cao và mật độ từ thông cao. Đồng thời, việc ứng dụng công nghệ SMT đã có những tiến bộ đáng kể trong việc cung cấp nguồn điện chuyển mạch, bố trí các bộ phận ở hai bên của bảng mạch để đảm bảo nguồn điện chuyển mạch nhẹ, nhỏ và mỏng. Do đó, xu hướng phát triển của nguồn điện chuyển mạch DC là tần số cao, độ tin cậy cao, mức tiêu thụ thấp, độ ồn thấp, chống nhiễu và mô đun hóa.
Nhược điểm của nguồn điện chuyển mạch DC là nó có nhiễu chuyển mạch nghiêm trọng và khả năng thích ứng yếu với môi trường khắc nghiệt và các sự cố đột ngột. Do khoảng cách giữa công nghệ vi điện tử trong nước, công nghệ sản xuất thiết bị điện trở và điện dung, công nghệ vật liệu từ tính và một số nước có công nghệ tiên tiến, công nghệ sản xuất bộ nguồn chuyển mạch DC gặp khó khăn, bảo trì rắc rối và giá thành cao.
Bảo vệ nguồn điện chuyển mạch DC
Dựa trên đặc điểm và điều kiện điện thực tế của bộ nguồn chuyển mạch DC, để đảm bảo hoạt động an toàn và đáng tin cậy của bộ nguồn 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 điều chỉnh bóng bán dẫn về trạng thái phân cực ngược khi dòng điện đầu ra vượt quá một giá trị nhất định, từ đó cắt và tự động cắt dòng điện trong mạch. Mạch bảo vệ quá dòng bao gồm một bóng bán dẫn BG2 và một điện trở chia điện áp R4 và R5. Khi mạch hoạt động bình thường, tác động điện áp giữa R4 và R5 làm cho điện thế cơ sở của BG2 cao hơn điện thế bộ phát và điểm nối bộ phát chịu điện áp ngược. Như vậy BG2 ở trạng thái cắt (tương đương hở mạch) không ảnh hưởng gì đến mạch ổn áp. Khi mạch bị đoản mạch, điện áp đầu ra bằng 0 và bộ phát của BG2 tương đương với mặt đất. Do đó, BG2 ở trạng thái dẫn bão hòa (tương đương với ngắn mạch), làm cho đế và bộ phát của ống điều chỉnh 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
Mạch của nguồn điện được điều chỉnh bằng công tắc tương đối phức tạp và đầu vào của nguồn điện được điều chỉnh bằng công tắc 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 tạo ra một dòng điện tăng vọt 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 nổ. Ngoài ra, dòng điện tăng vọt cũng có thể làm hỏng tụ điện, rút ngắn tuổi thọ của chúng và gây hư hỏng 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 ngăn điện trở giới hạn dòng điện tiêu thụ quá nhiều điện năng, có thể ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của bộ điều chỉnh công tắc, rơle được sử dụng để tự động đoản mạch sau quá trình khởi động nhất thời, để nguồn điện DC trực tiếp cung cấp điện. đến bộ điều chỉnh công tắc. Mạch này được gọi là mạch "khởi động mềm" của bộ nguồn công tắc DC.
