טכנולוגיית הגנה של ספק כוח מוסדר מיתוג DC
התקני המיתוג בעלי ההספק הגבוה המשמשים בווסת המיתוג הנוכחי יקרים יותר, ומעגל הבקרה מסובך יותר. בנוסף, העומס של וסת המיתוג הוא בדרך כלל מערכת אלקטרונית המותקנת עם מספר רב של מכשירים משולבים מאוד. לטרנזיסטורים ולהתקנים משולבים יש עמידות ירודה בפני זעזועים חשמליים ותרמיים.
לכן, ההגנה על ווסת המיתוג צריכה לקחת בחשבון את בטיחות הרגולטור עצמו ואת העומס. ישנם סוגים רבים של מעגלי הגנה, הנה הגנת קוטביות, הגנת תוכנית, הגנת זרם יתר, הגנת מתח יתר, הגנת תת מתח והגנה מפני התחממות יתר ומעגלים נוספים. בדרך כלל נבחרות מספר שיטות הגנה לשילוב ליצירת מערכת הגנה מלאה.
מיתוג מעגל הגנת אספקת החשמל
הקלט לווסת מיתוג DC הוא בדרך כלל ספק כוח DC לא מווסת. עקב הפעלה שגויה או חיבור מקרי, הקוטביות של המתג תיפגע, מה שיפגע באספקת המתח המתחלפת.
מטרת הגנת הקוטביות היא לגרום לווסת המיתוג לעבוד רק כשהוא מחובר למקור מתח DC לא מווסת עם הקוטביות הנכונה. ניתן להשיג הגנה על קוטביות אספקת החשמל באמצעות התקני הולכה חד-כיוונית. מעגל הגנת הקוטביות הפשוט ביותר מוצג באיור. מכיוון שהדיודה D חייבת לזרום דרך זרם הכניסה הכולל של וסת המיתוג, מעגל זה מתאים יותר לווסת מיתוג בהספק נמוך. במקרה של הספק גבוה, מעגל הגנת הקוטביות משמש כמקשר בהגנה על התוכנית, מה שיכול לחסוך את הדיודה בעלת ההספק הגבוה הנדרשת להגנת הקוטביות, וגם צריכת החשמל תפחת.
הגנה על תוכנית
המעגל של ספק הכוח המוסדר המיתוג מורכב יותר, וניתן בעצם לחלקו לחלק בקרה נמוך וחלק מיתוג בעל הספק גבוה. טרנזיסטורי מיתוג הם בעלי הספק גבוה. על מנת להגן על הבטיחות של מיתוג טרנזיסטורים בעת הפעלה או כיבוי של אספקת החשמל, מעגלי בקרה עם הספק נמוך כגון מאפננים ומגברים חייבים לפעול תחילה. לשם כך, יש צורך להבטיח את הליך האתחול הנכון.
קצה הקלט של וסת המיתוג מחובר בדרך כלל עם מסנן קלט עם השראות קטנה וקיבול גדול. ברגע ההפעלה, זרם נחשול גדול יזרום דרך קבל המסנן, וזרם הנחשול הזה יכול להיות פי כמה מזרם הכניסה הרגיל. זרם נחשול כה גדול יכול להמיס את המגעים של מתגי חשמל או ממסרים רגילים ולפוצץ את נתיך הקלט. בנוסף, זרם פריצה עלול לפגוע בקבלים, לקצר את חייהם ולגרום לכשל בטרם עת. מסיבה זו, יש לחבר נגד מגביל זרם בעת האתחול, ולהטעין את הקבל דרך נגד מגביל זרם זה. על מנת לא לגרום לנגד מגביל הזרם לצרוך יותר מדי חשמל ולהשפיע על הפעולה הרגילה של וסת המיתוג, ממסר משמש לקצר אוטומטית לאחר תהליך האתחול, כך שספק המתח DC מספק כוח ישירות ל ווסת המיתוג, כפי שמראה התמונה. מעגל זה נקרא מעגל "התחלה רכה" של וסת מיתוג.
3. הגנה על זרם יתר
כאשר ישנם מצבים בלתי צפויים כגון קצר עומס, עומס יתר או כשל במעגל בקרה, הזרם העובר דרך טרנזיסטור המיתוג במייצב המתח יהיה גדול מדי, מה שיגדיל את צריכת החשמל של הצינור ויגרום לחום. אם אין התקן הגנה מפני זרם יתר, טרנזיסטור המיתוג בעל הספק גבוה עלול להינזק. לכן, הגנת זרם יתר משמשת בדרך כלל בהחלפת הרגולטורים. הדרך החסכונית והקלה ביותר היא להשתמש בפתיל. בשל קיבולת החום הקטנה של הטרנזיסטור, נתיכים רגילים בדרך כלל אינם יכולים למלא תפקיד מגן, ונעשה שימוש נפוץ בנתיכים מהירים. לשיטה זו יש יתרון של הגנה קלה, עם זאת, יש לבחור את המפרט של הנתיך בהתאם לדרישות של אזור העבודה הבטוח של טרנזיסטור המתג הספציפי. החיסרון של אמצעי הגנת זרם יתר זה הוא אי הנוחות של החלפת נתיך תכופה.
הגנת הגבלת זרם והגנת ניתוק זרם הנפוצה בשימוש בווסתים ליניאריים ניתנת ליישום בווסת מיתוג. עם זאת, על פי המאפיינים של וסת המיתוג, הפלט של מעגל הגנה זה אינו יכול לשלוט ישירות על טרנזיסטור המיתוג, אך יש להמיר את הפלט של הגנת זרם היתר לפקודת פולס כדי לשלוט על המודולטור כדי להגן על טרנזיסטור המיתוג. על מנת לממש הגנת זרם יתר, בדרך כלל יש צורך להשתמש בנגד דגימה בסדרה במעגל, מה שישפיע על יעילות אספקת החשמל, ולכן הוא משמש בעיקר בווסת מיתוג עם הספק נמוך. באספקת הכוח המווסתת עם מיתוג גבוה, בהתחשב בצריכת החשמל, יש להימנע ככל האפשר מהגישה של נגד הדגימה. לכן, הגנת זרם יתר מומרת בדרך כלל להגנת יתר ותת-מתח.
4. הגנת מתח יתר
הגנת מתח יתר של ווסתי מיתוג כוללת הגנת מתח יתר בכניסה והגנת מתח יתר ביציאה. אם המתח של ספק הכוח DC הלא מווסת כגון סוללה ומיישר המשמשים את ווסת המיתוג גבוה מדי, וסת המיתוג לא יכול לעבוד כרגיל, ואפילו להזיק להתקנים הפנימיים. לכן, יש צורך להשתמש במעגל הגנה מפני מתח יתר בכניסה.
5. הגנה מתחת למתח
כאשר מתח המוצא נמוך מהערך שצוין, הוא משקף חריגה באספקת המתח DC הקלט, בתוך ווסת המיתוג, או בעומס המוצא. כאשר מתח אספקת ה-DC המבוא יורד מתחת לערך שצוין, מתח המוצא של ווסת המיתוג יירד וזרם הכניסה יגדל, מה שיסכן הן את טרנזיסטור המיתוג והן את ספק הכוח המבוא. לכן, יש צורך להגדיר הגנה מתחת למתח
6. הגנה מפני התחממות יתר
האינטגרציה הגבוהה, המשקל הקל והנפח הקטן של ווסתי מיתוג מגדילים מאוד את צפיפות ההספק ליחידת נפח, וגם הדרישות של הרכיבים בתוך התקן אספקת החשמל לטמפרטורת סביבת העבודה שלהם עולות בהתאם. אחרת, ביצועי המעגל ידרדרו ורכיבים ייכשלו בטרם עת. לכן, יש להגדיר הגנה מפני התחממות יתר בווסת מיתוג בהספק גבוה.
