מעגלי הגנה שונים לרכיבים פנימיים של ספק כוח DC
עם התפתחות המדע והטכנולוגיה, הקשר בין ציוד אלקטרוני כוח לבין העבודה והחיים של אנשים הולך ומתקרב, וציוד אלקטרוני לא יכול להסתדר בלי מקורות כוח אמינים. לכן, ספקי כוח מיתוג DC החלו לשחק תפקיד חשוב יותר ויותר ונכנסו לתחומים שונים של ציוד אלקטרוני וחשמלי. ספקי כוח מיתוג DC היו בשימוש נרחב במתגים מבוקרים תוכניות, תקשורת, ספקי כוח של ציוד זיהוי אלקטרוני, ספקי כוח של ציוד בקרה וכו'. במקביל, עם התפתחות טכנולוגיות היי-טק רבות, כולל טכנולוגיית מיתוג בתדר גבוה, טכנולוגיית מיתוג רך, טכנולוגיית תיקון גורם הספק, טכנולוגיית תיקון סינכרוני, טכנולוגיה חכמה, טכנולוגיית התקנת משטח וכו', טכנולוגיית מיתוג אספקת הכוח מתחדשת כל הזמן, ומספקת מגוון רחב של מרחבי פיתוח עבור אספקת חשמל מיתוג DC. עם זאת, בשל המורכבות של מעגל הבקרה במיתוג ספקי כוח, לטרנזיסטורים ולהתקנים משולבים יש עמידות ירודה בפני זעזועים חשמליים ותרמיים, מה שמביא אי נוחות רבה למשתמשים במהלך השימוש. על מנת להגן על בטיחות ספק הכוח המיתוג עצמו והעומס, תוכננו על בסיס העקרונות והמאפיינים של ספק כוח מיתוג DC, הגנת התחממות יתר, הגנת זרם יתר, הגנת מתח יתר ומעגלי הגנה מפני התחלה רכה.
עקרון תפעולי
ספק הכוח המתג DC מורכב מחלק קלט, חלק המרת הספק, חלק פלט וחלק בקרה. חלק המרת הכוח הוא הליבה של ספק הכוח המיתוג, המבצע חיתוך בתדר גבוה על DC לא יציב ומשלים את פונקציית ההמרה הנדרשת לפלט. הוא מורכב בעיקר מטרנזיסטור מיתוג ושנאי בתדר גבוה. איור 1 מציג את הדיאגרמה הסכמטית והדיאגרמה הסכמטית המקבילה של ספק כוח מיתוג DC, המורכב ממיישר גל מלא, טרנזיסטור מיתוג V, אות עירור, דיודה חופשית Vp, משרן אחסון אנרגיה וקבל סינון C. למעשה, חלק הליבה של ספק כוח מיתוג DC הוא שנאי DC.
מאפיין
על מנת לענות על הצרכים של המשתמשים, יצרני ספקי הכוח הגדולים של מתגים הן מקומיים והן בינלאומיים מחויבים לפיתוח סינכרוני של סוגים חדשים של רכיבים אינטליגנטיים במיוחד, במיוחד על ידי שיפור ההפסדים של התקני תיקון משניים והגברת החדשנות הטכנולוגית ב-power ferrite (Mn Zn) חומרים לשיפור היכולת להשיג תכונות מגנטיות גבוהות בתדרים גבוהים וצפיפות שטף מגנטי גבוה. במקביל, היישום של טכנולוגיית SMT עשה התקדמות משמעותית בספקי כוח מתג, סידור רכיבים משני צידי המעגל כדי להבטיח שספק הכוח המיתוג קל, קטן ודק. לכן, מגמת הפיתוח של ספק כוח מיתוג DC היא בתדר גבוה, אמינות גבוהה, צריכה נמוכה, רעש נמוך, אנטי הפרעות ומודולריזציה.
החיסרון של ספק כוח מיתוג DC הוא שיש לו הפרעות מיתוג חמורות ויכולת הסתגלות חלשה לסביבות קשות ולתקלות פתאומיות. בשל הפער בין טכנולוגיית מיקרו-אלקטרוניקה מקומית, טכנולוגיית ייצור של מכשירים התנגדות וקיבולית, וטכנולוגיית חומר מגנטי וכמה מדינות מתקדמות מבחינה טכנולוגית, טכנולוגיית הייצור של ספקי כוח DC מיתוג קשה, התחזוקה מטרידה והעלות גבוהה.
הגנה על ספק כוח מיתוג DC
בהתבסס על המאפיינים והתנאים החשמליים בפועל של ספקי כוח מיתוג DC, על מנת להבטיח פעולה בטוחה ואמינה של ספקי כוח מיתוג DC בסביבות קשות ותקלות פתאומיות, מאמר זה מעצב מעגלי הגנה שונים בהתאם למצבים שונים.
מעגל הגנה מפני זרם יתר
במעגל אספקת חשמל מיתוג DC, על מנת להגן על צינור הכוונון מפני שריפה כאשר המעגל מקוצר או שהזרם גדל. השיטה הבסיסית היא להתאים את הטרנזיסטור למצב הטיה הפוכה כאשר זרם המוצא חורג מערך מסוים, ובכך לנתק ולנתק אוטומטית את זרם המעגל. מעגל ההגנה מפני זרם יתר מורכב מטרנזיסטור BG2 ומנגד מחלק מתח R4 ו-R5. כאשר המעגל פועל כרגיל, פעולת המתח בין R4 ל-R5 גורמת לפוטנציאל הבסיס של BG2 להיות גבוה מפוטנציאל הפולט, וצומת הפולט נושא מתח הפוך. אז BG2 נמצא במצב ניתוק (שווה ערך למעגל פתוח), שאין לו השפעה על מעגל מייצב המתח. כאשר המעגל מקוצר, מתח המוצא הוא אפס, והפולט של BG2 שווה ערך לאדמה. לכן, BG2 נמצא במצב הולכה רווי (שווה ערך לקצר), מה שהופך את הבסיס והפולט של צינור הכוונון BG1 קרוב לקצר ובמצב ניתוק, מנתק את זרם המעגל ומשיג מטרות הגנה.
מעגל הגנה מפני מתח יתר
המעגל של ספק כוח מווסת מתג מורכב יחסית, וקצה הקלט של ספק כוח מווסת מתג מחובר בדרך כלל למסנן כניסה עם השראות קטנה וקיבול גדול. ברגע ההפעלה, קבל המסנן יזרום זרם נחשול גדול, שיכול להיות פי כמה מזרם הכניסה הרגיל. זרם נחשול כה גדול ימיס את המגעים של מתגי חשמל או ממסרים רגילים, ויגרום לנתיך הקלט. בנוסף, זרמי נחשול עלולים לפגוע גם בקבלים, לקצר את תוחלת חייהם ולגרום לנזק מוקדם. מסיבה זו, יש לחבר נגד מגביל זרם בעת ההפעלה, ולהטעין את הקבל דרך נגד מגביל זרם זה. על מנת למנוע מהנגד המגביל את הזרם לצרוך יותר מדי חשמל, מה שעלול להשפיע על הפעולה הרגילה של וסת המתג, ממסר משמש לקצר אוטומטית לאחר תהליך האתחול החולף, כך שספק המתח DC מספק כוח ישירות לווסת המתג. מעגל זה נקרא מעגל "התחלה רכה" של ספק הכוח של מתג DC.
