Amddiffyniad Gor-foltedd ar gyfer Cyflenwadau Pwer

Mae amddiffyniad gor-foltedd cyflenwad pŵer yn ddefnyddiol iawn - gall rhai methiannau PSU roi folteddau mawr niweidiol ar yr offer. Mae amddiffyniad gor-foltedd yn atal hyn rhag digwydd ar reoleiddwyr llinellol a chyflenwadau pŵer modd switsh.

Er bod cyflenwadau pŵer modern bellach yn ddibynadwy iawn, mae siawns fach ond go iawn y gallant fethu.

Gallant fethu mewn sawl ffordd ac un posibilrwydd arbennig o bryderus yw y gall elfen pasio'r gyfres, hy prif drawsyddydd pasio neu FET fethu yn y fath fodd fel ei fod yn mynd yn fyr. Os bydd hyn yn digwydd gallai foltedd mawr iawn y cyfeirir ato'n aml fel gor-foltedd ymddangos ar y cylchedwaith sy'n cael ei bweru gan achosi difrod trychinebus i'r offer cyfan.

Trwy ychwanegu ychydig o gylchedau amddiffyn ychwanegol ar ffurf amddiffyniad gor-foltedd, mae'n bosibl amddiffyn rhag y posibilrwydd annhebygol ond trychinebus hwn.

Bydd y rhan fwyaf o gyflenwadau pŵer a ddyluniwyd ar gyfer gweithredu offer gwerth uchel yn ddibynadwy iawn yn ymgorffori rhyw fath o amddiffyniad gor-foltedd i sicrhau nad yw unrhyw fethiant yn y cyflenwad pŵer yn arwain at ddifrod i'r offer sy'n cael ei bweru. Mae hyn yn berthnasol i gyflenwadau pŵer llinellol a hefyd i newid cyflenwadau pŵer modd.

Efallai na fydd rhai cyflenwadau pŵer yn ymgorffori amddiffyniad gor-foltedd ac ni ddylid defnyddio'r rhain i bweru offer drud - mae'n bosibl gwneud ychydig o ddyluniad cylched electronig a datblygu cylched amddiffyn gor-foltedd bach ac ychwanegu hwn ymlaen fel eitem ychwanegol.

Hanfodion amddiffyn gor-foltedd

Mae yna lawer o ffyrdd y gall cyflenwad pŵer fethu. Fodd bynnag, er mwyn deall ychydig yn fwy am amddiffyniad gor-foltedd a materion y gylched mae'n hawdd cymryd enghraifft syml o reoleiddiwr foltedd llinol gan ddefnyddio deuod Zener syml iawn a transistor pasio cyfres.

Rheoleiddiwr cyfres sylfaenol gan ddefnyddio deuod zener a dilynwr allyrrydd

Er bod cyflenwadau mwy cymhleth yn rhoi perfformiad gwell, maent hefyd yn dibynnu ar transistor cyfres i basio'r cerrynt allbwn. Y prif wahaniaeth yw'r ffordd y mae foltedd y rheolydd yn cael ei gymhwyso i waelod y transistor.

Yn nodweddiadol mae'r foltedd mewnbwn yn golygu bod sawl folt yn cael eu gollwng ar draws elfen rheolydd foltedd y gyfres. Mae hyn yn galluogi'r transistor pasio cyfres i reoleiddio'r foltedd allbwn yn ddigonol. Yn aml, mae'r foltedd a ollyngir ar draws y transistor pasio cyfres yn gymharol uchel - ar gyfer cyflenwad 12 folt, gall y mewnbwn fod yn 18 folt o fwy fyth i roi'r rheoliad gofynnol a gwrthod crychdonni, ac ati.

Mae hyn yn golygu y gall fod lefel sylweddol o wres yn cael ei afradloni yn yr elfen rheolydd foltedd a'i gyfuno ag unrhyw bigau dros dro a allai ymddangos wrth y mewnbwn, mae hyn yn golygu bod posibilrwydd bob amser o fethu.

Byddai dyfais pasio cyfres transistor fel arfer yn methu mewn cyflwr cylched agored, ond o dan rai amgylchiadau, gall y transistor ddatblygu cylched fer rhwng y casglwr a'r allyrrydd. Os bydd hyn yn digwydd, yna byddai'r foltedd mewnbwn llawn heb ei reoleiddio yn ymddangos yn allbwn y rheolydd foltedd.

Pe bai'r foltedd llawn yn ymddangos ar yr allbwn, yna gallai niweidio llawer o'r ICs sydd yn y gylched sy'n cael ei gyflenwi. Yn yr achos hwn, gallai'r cylched fod y tu hwnt i atgyweiriad economaidd.

Mae'r ffordd y mae rheolyddion newid yn gweithredu yn wahanol iawn, ond mae yna amgylchiadau lle gallai'r allbwn llawn ymddangos ar allbwn y cyflenwad pŵer.

Ar gyfer cyflenwadau pŵer rheoledig llinellol a chyflenwadau pŵer modd switsh, mae'n syniad da bob amser i ryw fath o amddiffyniad gor-foltedd.

Mathau o amddiffyniad gor-foltedd

Fel gyda llawer o dechnegau electronig mae sawl ffordd o weithredu gallu penodol. Mae hyn yn wir am amddiffyniad gor-foltedd.

Mae yna nifer o wahanol dechnegau y gellir eu defnyddio, pob un â'i nodweddion ei hun. Mae angen pwyso a mesur perfformiad, cost, cymhlethdod a dull gweithredu i gyd wrth benderfynu pa ddull i'w ddefnyddio yn ystod y cam dylunio cylched electronig.

• AAD Crowbar: Fel y mae'r enw'n awgrymu mae'r gylched crowbar yn gosod cylched fer ar draws allbwn y cyflenwad pŵer os profir cyflwr gor-foltedd. Yn nodweddiadol, mae thyristorau, hy AAD yn cael eu defnyddio ar gyfer hyn oherwydd gallant newid ceryntau mawr ac aros ymlaen nes bod unrhyw wefr wedi gwasgaru. Gellir cysylltu'r thyristor yn ôl â ffiws sy'n chwythu ac yn ynysu'r rheolydd rhag gosod unrhyw foltedd pellach arno.

  Cylched amddiffyn gor-foltedd Thyristor crowbar

  Yn y gylched hon, dewisir y deuod Zener fel bod ei foltedd yn uwch na foltedd gweithredu arferol yr allbwn, ond yn is na'r foltedd lle byddai difrod yn digwydd. Yn y dargludiad hwn, nid oes unrhyw gerrynt yn llifo trwy'r deuod Zener oherwydd na chyrhaeddwyd ei foltedd chwalu ac nid oes unrhyw gerrynt yn llifo i giât y thyristor ac mae'n aros i ffwrdd. Bydd y cyflenwad pŵer yn gweithredu fel rheol.

  Os bydd y transistor pasio cyfres yn y cyflenwad pŵer yn methu, bydd y foltedd yn dechrau codi - bydd y datgysylltu yn yr uned yn sicrhau na fydd yn codi ar unwaith. Wrth iddo godi, bydd yn codi uwchlaw'r pwynt lle mae'r deuod Zener yn dechrau dargludo a bydd cerrynt yn llifo i giât y thyristor gan beri iddo sbarduno.

  Pan fydd y thyristor yn sbarduno, bydd yn byrhau allbwn y cyflenwad pŵer i'r ddaear, gan atal difrod i'r cylchedwaith y mae'n ei bweru. Gellir defnyddio'r gylched fer hon hefyd i chwythu ffiws neu elfen arall, gan dynnu'r pŵer oddi ar y rheolydd foltedd ac ynysu'r uned rhag difrod pellach.

  Yn aml, mae rhywfaint o ddatgysylltu ar ffurf cynhwysydd bach yn cael ei osod o giât y thyristor i'r ddaear er mwyn atal byrhoedlog miniog neu RF o'r uned rhag pŵer i fynd ymlaen i gysylltiad y giât ac achosi sbardun ysbeidiol. Fodd bynnag, ni ddylid gwneud hyn yn rhy fawr oherwydd gallai arafu'r tanio cylched mewn achos go iawn o fethiant a gall yr amddiffyniad fod yn ei le yn rhy araf.

  Nodyn ar Amddiffyn Gor-foltedd Thyristor Crowbar:

  Gellir defnyddio'r Thyristor neu'r AAD, Rectifier Rheoledig Silicon i ddarparu amddiffyniad gor-foltedd mewn cylched cyflenwad pŵer. Trwy ganfod y foltedd uchel, gall y gylched danio'r thyristor i osod cylched fer neu crowbar ar draws y rheilen foltedd i sicrhau nad yw'n codi i foltedd uchel.

  Darllenwch fwy am Cylchdaith Amddiffyn Gor-foltedd Thyristor Crowbar.

• Clampio foltedd: Mae math syml iawn arall o amddiffyniad gor-foltedd yn defnyddio dull o'r enw clampio foltedd. Yn ei ffurf symlaf gellir ei ddarparu trwy ddefnyddio deuod Zener wedi'i osod ar draws allbwn y cyflenwad pŵer rheoledig. Gyda'r foltedd deuod Zener wedi'i ddewis i fod ychydig yn uwch na'r foltedd rheilffordd uchaf, o dan amodau arferol ni fydd yn dargludo. Os yw'r foltedd yn codi'n rhy uchel, yna bydd yn dechrau dargludo, gan glampio'r foltedd ar werth ychydig yn uwch na foltedd y rheilffordd.

  Os oes angen gallu cyfredol uwch ar gyfer y cyflenwad pŵer rheoledig yna gellir defnyddio deuod Zener gyda byffer transistor. Bydd hyn yn cynyddu'r gallu cyfredol dros gylched deuod Zener syml, gan ffactor sy'n hafal i enillion cyfredol y transistor. Gan fod angen transistor pŵer ar gyfer y gylched hon, bydd y lefelau enillion cyfredol tebygol yn isel - 20 - 50 o bosibl.

  Cladd gor-foltedd deuod Zener
  (a) - deuod Zener syml, (b) - cerrynt uwch gyda byffer transistor

• Cyfyngu ar foltedd: Pan fydd angen amddiffyniad gor-foltedd ar gyfer cyflenwadau pŵer modd switsh, SMPS defnyddir y technegau clamp a thorf yn llai eang oherwydd y gofynion afradu pŵer a maint a chost bosibl y cydrannau.

  Yn ffodus mae'r mwyafrif o reoleiddwyr modd switsh yn methu mewn cyflwr foltedd isel. Fodd bynnag, mae'n aml yn ddoeth rhoi galluoedd cyfyngu foltedd ar waith rhag ofn y bydd amodau gor-foltedd.
  
  Yn aml gellir cyflawni hyn trwy synhwyro'r cyflwr gor-foltedd a chau'r trawsnewidydd i lawr. Mae hyn yn arbennig o berthnasol yn achos trawsnewidwyr DC-DC. Wrth weithredu hyn, mae angen ymgorffori dolen synnwyr sydd y tu allan i brif reoleiddiwr yr IC - mae llawer o reoleiddwyr modd switsh a thrawsnewidwyr DC-DC yn defnyddio sglodyn i gyflawni'r mwyafrif o'r gylched. Mae'n bwysig iawn defnyddio dolen synnwyr allanol oherwydd os yw'r sglodyn rheolydd modd switsh wedi'i ddifrodi gan achosi'r cyflwr gor-foltedd, gall y mecanwaith synnwyr hefyd gael ei niweidio.

  Yn amlwg, mae'r math hwn o amddiffyniad gor-foltedd yn gofyn am gylchedau sy'n benodol i'r cylched a'r sglodion cyflenwad pŵer penodol a ddefnyddir.

Defnyddir y tair techneg a gallant ddarparu amddiffyniad gor-foltedd cyflenwad pŵer effeithiol. Mae gan bob un ei fanteision a'i anfanteision ei hun ac mae angen gwneud y dewis o dechneg yn dibynnu ar y sefyllfa benodol.

Gadewch neges 

Rhestr negeseuon