Yfirspennuvörn fyrir aflgjafa

Ofspennuvörn aflgjafa er mjög gagnleg - sumar PSU bilanir geta valdið skaðlegum stórum spennum á búnaðinn. Yfirspennuvörn kemur í veg fyrir að þetta gerist bæði á línulegum eftirlitsstýrum og aflgjafa fyrir rofa.

Þó nútíma aflgjafar séu nú mjög áreiðanlegir, þá eru alltaf litlar en raunverulegar líkur á að þeir geti bilað.

Þeir geta bilað á margan hátt og einn sérstaklega varhugaverður möguleiki er sá að röð pass element, þ.e. main pass transistor eða FET getur bilað á þann hátt að það fari í skammhlaup. Ef þetta gerist gæti mjög mikil spenna sem oft er kölluð ofspenna birst á rafrásinni sem er knúin og valdið hörmulegum skemmdum á öllum búnaðinum.

Með því að bæta við smá auka verndarrásum í formi yfirspennuverndar er hægt að verjast þessum ólíklega en skelfilega möguleika.

Flestar aflgjafar sem eru hannaðar fyrir mjög áreiðanlega notkun hágæða búnaðar munu innihalda einhvers konar yfirspennuvörn til að tryggja að hvers kyns aflgjafarbilun leiði ekki til skemmda á búnaðinum sem verið er að knýja. Þetta á bæði við um línuleg aflgjafi og einnig um aflgjafa með skiptingu.

Sumar aflgjafar eru hugsanlega ekki með yfirspennuvörn og þær ættu ekki að nota til að knýja dýran búnað - það er hægt að gera smá rafrásahönnun og þróa litla yfirspennuvarnarrás og bæta þessu við sem aukahlut.

Grunnatriði yfirspennuverndar

Það eru margar leiðir þar sem aflgjafi getur bilað. Hins vegar til að skilja aðeins meira í yfirspennuvörn og hringrásarvandamálum er auðvelt að taka einfalt dæmi um línulegan spennujafnara sem notar mjög einfaldan Zener díóða og röð pass smári.

Basic röð eftirlitsstofnanna sem notar zener díóða og sendifylgi

Þó að flóknari birgðir gefi betri afköst, treysta þau einnig á röð smára til að standast úttaksstrauminn. Helsti munurinn er hvernig eftirlitsspennan er sett á botn smárasins.

Venjulega er inntaksspennan þannig að nokkur volt falla yfir röð spennustillihlutinn. Þetta gerir röð pass smári kleift að stjórna úttaksspennunni á fullnægjandi hátt. Oft er spennan sem fellur niður yfir raðrásar smára tiltölulega há - fyrir 12 volta framboð getur inntakið verið 18 volt eða jafnvel meira til að gefa nauðsynlega reglugerð og gárahöfnun o.s.frv.

Þetta þýðir að það getur verið umtalsvert magn af hita sem dreifist í spennustillareiningunni og ásamt hvers kyns tímabundnum toppum sem gætu birst við inntakið, þýðir þetta að það er alltaf möguleiki á bilun.

Straumrásarbúnaðurinn myndi venjulega bila í opnu hringrásarástandi, en undir sumum kringumstæðum getur smári myndast skammhlaup á milli safnara og sendanda. Ef þetta gerist, þá myndi full óstýrð innspenna birtast í úttak spennujafnarans.

Ef full spenna birtist á úttakinu, þá gæti það skemmt marga af ICs sem eru í hringrásinni sem er til staðar. Í þessu tilviki gæti hringrásin vel verið fyrir utan efnahagslega viðgerð.

Það er mjög mismunandi hvernig skiptistýringar virka, en það eru aðstæður þar sem full framleiðsla gæti birst á úttaki aflgjafans.

Fyrir bæði línulega stjórnaða aflgjafa og aflgjafa fyrir rofa er alltaf ráðlegt að vera með einhvers konar yfirspennuvörn.

Tegundir yfirspennuvarna

Eins og með margar rafrænar aðferðir eru nokkrar leiðir til að útfæra tiltekna getu. Þetta á við um yfirspennuvörn.

Það eru nokkrar mismunandi aðferðir sem hægt er að nota, hver með sínum eigin einkennum. Afköst, kostnaður, margbreytileiki og notkunarmáti þarf að vega upp þegar ákvarðað er hvaða aðferð á að nota á hönnunarstigi rafrásar.

• SCR crowbar: Eins og nafnið gefur til kynna setur kútbeinsrásin skammhlaup yfir úttak aflgjafans ef ofspenna er fyrir hendi. Venjulega eru tyristorar, þ.e. SCR, notaðir til þess þar sem þeir geta skipt um stóra strauma og verið áfram þar til hleðsla hefur dreift sér. Hægt er að tengja tyristorinn aftur við öryggi sem sprengir og einangrar þrýstijafnarann ​​frá því að hafa frekari spennu á hann.

  Yfirspennuvarnarhringrás Thyristor kúbeins

  Í þessari hringrás er Zener díóðan valin þannig að spenna hennar sé yfir venjulegri rekstrarspennu úttaksins en undir þeirri spennu þar sem skemmdir yrðu. Í þessari leiðni rennur enginn straumur í gegnum Zener díóðuna vegna þess að niðurbrotsspennu hennar hefur ekki verið náð og enginn straumur rennur inn í hliðið á tyristornum og hún helst slökkt. Aflgjafinn mun starfa eðlilega.

  Ef röð passa smári í aflgjafanum bilar mun spennan fara að hækka - aftengingin í einingunni mun tryggja að hún hækki ekki samstundis. Þegar það hækkar mun það hækka upp fyrir punktinn þar sem Zener díóðan byrjar að leiða og straumur mun flæða inn í hliðið á tyristornum sem veldur því að hann ræsir.

  Þegar tyristorinn fer af stað mun hann stytta úttak aflgjafans við jörðu og koma í veg fyrir skemmdir á rafrásunum sem hann knýr. Þessa skammhlaup er einnig hægt að nota til að sprengja öryggi eða annan þátt, taka strauminn af spennustillinum og einangra eininguna frá frekari skemmdum.

  Oft er einhver aftenging í formi lítilla þétta settur frá hliði tyristorsins að jörðu til að koma í veg fyrir að skörp skammvinn eða RF frá einingunni sem er afl komist á hliðartenginguna og valdi rangri kveikju. Hins vegar ætti ekki að gera þetta of stórt þar sem það getur hægja á hringrásinni í raunverulegu tilviki bilunar og vörnin gæti verið til staðar of hægt.

  Athugasemd um yfirspennuvörn Thyristor Crowbar:

  Hægt er að nota Thyristor eða SCR, sílikonstýrðan rectifier til að veita yfirspennuvörn í aflgjafarás. Með því að greina háspennuna getur hringrásin kveikt á tyristornum til að setja skammhlaup eða kúbein yfir spennubrautina til að tryggja að hún fari ekki upp í háspennu.

  Lestu meira um Yfirspennuverndarhringrás Thyristor Crowbar.

• Spennuklemma: Önnur mjög einföld form af yfirspennuvörn notar nálgun sem kallast spennuklemma. Í sinni einföldustu mynd er hægt að útvega hana með því að nota Zener díóða sem er sett yfir úttak stjórnaða aflgjafans. Með Zener díóða spennu valin til að vera aðeins yfir hámarks járnbrautarspennu, við venjulegar aðstæður mun hún ekki leiða. Ef spennan hækkar of hátt, þá mun hún byrja að leiða og klemma spennuna á gildi aðeins yfir járnbrautarspennunni.

  Ef þörf er á meiri straumgetu fyrir stýrða aflgjafann er hægt að nota Zener díóða með smára biðminni. Þetta mun auka straumgetu yfir einföldu Zener díóða hringrásina, með stuðli sem jafngildir straumstyrk smárasins. Þar sem rafstraumur er nauðsynlegur fyrir þessa hringrás, verður líklegt straumaukningarstig lágt - hugsanlega 20 - 50.

  Zener díóða yfirspennuklemma
  (a) - einföld Zener díóða, (b) - hærri straumur með smára biðminni

• Spennutakmörkun: Þegar þörf er á yfirspennuvörn fyrir aflgjafa með skiptastillingu, eru SMPS klemmu- og kúrbeintæknin minna notuð vegna krafna um afldreifingu og mögulegrar stærðar og kostnaðar íhlutanna.

  Sem betur fer bilar flestir rofastillar í lágspennuástandi. Hins vegar er oft skynsamlegt að setja upp spennutakmarkandi möguleika ef ofspennuskilyrði eru.
  
  Oft er hægt að ná þessu með því að skynja yfirspennuástandið og slökkva á breytinum. Þetta á sérstaklega við þegar um er að ræða DC-DC breytir. Þegar þetta er útfært er nauðsynlegt að fella inn skynjunarlykkju sem er utan aðal IC eftirlitsstofnanna - margir rofastillar og DC-DC breytir nota flís til að ná meirihluta hringrásarinnar. Það er mjög mikilvægt að nota ytri skynjunarlykkju vegna þess að ef kubburinn fyrir rofastillingu er skemmdur sem veldur ofspennuástandi getur skynjunarbúnaðurinn einnig skemmst.

  Augljóslega krefst þessi tegund ofspennuvarnar rafrása sem eru sértækar fyrir tiltekna hringrás og aflgjafaflís sem notaður er.

Allar þrjár aðferðir eru notaðar og geta veitt skilvirka yfirspennuvörn aflgjafa. Hver og einn hefur sína kosti og galla og val á tækni þarf að vera háð aðstæðum.

Skildu eftir skilaboð 

Skilaboðalisti