Москатов Е.А. Источники питания (2011) (1096749), страница 50
Текст из файла (страница 50)
К тому же, если это необходимо, система после срабатывания и устранения перегрузки должна автоматически возвращаться в исходное состояние. Рассмотрим классификацию систем электрической защиты. Разнообразные варианты защиты подразделяют по принципу реализации на три типа [1, с. 12]: " пассивные системы, компоненты которых получают энергию от возмущающего воздействия, ° активные системы, вырабатывающие сигнал о перегрузке, который отрабатывает система защиты, питающаяся от вспомогательного источника питания; ° схемотехнические системы, при использовании которых компоненты устройства автоматически регулируют свое состояние, самостоятельно предотвращая разрушение. Аварийный режим может быть связан с отказом компонентов внутри источника питания или вызван внешними факторами, такими как нештатное изменение напряжения питающей сети.
ад. Средства и системы защиты источников питания 179 К компонентам, которые осуществляют защитную функцию, относят стабилитроны, !гааз!1, запираемые и незапираемые тиристоры, !ОВТ, МОЯГЕТ, биполярные транзисторы, варисторы, термисторы, бареттеры, различные предохранители и автоматы с биметаллическими пластинками, реле, герконы, газовые разрядники и пр. Контактные защитные устройства (например, контакторы, реле, предохранители) обладают низкой надежностью, и их быстродействие оставляет желать лучшего, однако на замкнутых контактных устройствах защиты падает незначительное напряжение, а значит в них выделяется мало тепла 1131, с.
1431. Бесконтактные устройства защиты, выполненные на полупроводниковых компонентах, обладают, как правило, высокой надежностью и быстродействием, но на них падает повышенное напряжение относительно контактных устройств, следовательно, выделяется существенная мощность, часто вынуждающая применять охладители. Для защиты от пробоя управляющего электрода недопустимо возросшим напряжением параллельно выводам затвор-исток МОЯГЕТ или затвор-эмизтер 1ОВТ, работающим в ключевом режиме, включают стабилитроны и !галя!.
Для защиты ключевых КЗВТ и биполярных транзисторов от пробоя обратным напряжением, вызванным, например, действием ЭДС самоиндукции маточных компонентов, параллельно выводам коллектор-эмиттер также включают 1гапз11 или стабилитроны. Для уменьшения скорости нарастания напряжения на МОБГЕТ, чересчур большая величина б!3/б1 которого способна привести к порче транзистора, между выводами сток-исток включают более быстродействующий оппозитный диод, чем паразитный р-л переход этого транзистора, или последовательно с выводами сток-исток МОБГЕТ включают внешний диод [150, с.
1931. При этом падение напряжения на оппозитном диоде в прямом включении должно быть обязательно меньше, чем на паразитном диоде. Параллельно обмотке трансформатора импульсного однотактного ИИП включают диод или стабилитрон, чтобы "срезать" индуктивный выброс напряжения. Во время включения бестрансформаторного источника питания для защиты диодов сетевого выпрямителя от импульса тока заряда конденсатора, который расположен в емкостном сглаживающем фильтре, последовательно с питающей сетью устанавливают термистор, сопротивление которого велико в холодном состоянии и низко в разогретом.
Для защиты компонентов преобразователя импульсного источника питания от пробоя при аварийном повышении напряжения питающей сети последовательно с сетевым проводом монтируют плавкий предохранитель или автомат защиты по току, а после предохранителя параллельно подводящим сетевым проводам устанавливают варистор.
Сопротивление варистора нелинейно. Варистор — это специальный резистор, сопротивление которого резко уменьшается при увеличении приложенного к нему напряжения сверх лимитированного значения. Вольтамперная характеристика варистора симметрична. В случае кратковременного повышения сетевого напряжения внутреннее сопротивление варистора резко и многократно уменьшается, и он шунтирует входные шины источника питания, поддерживая напряжение на заданном уровне.
Если перенапряжение будет длительным, то варистор очень быстро перегреется и выйдет из строя. При этом существенно возросший ток, протекающий через варистор, инициирует срабатывание предохранителя, который разомкнет цепь питания аппарата. Существуют варисторы с участком отрицательного сопротивления на вольтамперной характеристике. Такие приборы называют негисторами. 180 проектирование источников питания В качестве датчиков насыщения трансформаторов используют пояс Роговского, параметрические трансформаторы или датчики Холла. Датчики Холла посылают сигнал в задающий генератор на вывод ограничения скважности или запрета генерирования импульсов микросхемы.
О гальваномагнитных датчиках можно прочитать в материале 1104, с. 68]. Если необходимо измерить ток через ключевой транзистор однотактного ИИП малой или средней мощности, последовательно с выводом эмиттера 1ОВТ или биполярного транзистора, или истока МОЗГУЕТ зачастую включают низкоомный постоянный резистор сопротивлением 0,05..2 Ом, служащий измерителем величины тока. При протекании тока через транзистор на резисторе будет падать напряжение, которое снимают и подают на устройство управления. В резисторе выделяется бесполезная мощность потерь, поэтому чаще используют трансформатор тока. Последовательно с импульсным трансформатором преобразователя ИИП с целью защиты от перегрузки по току устанавливают трансформатор тока, служащий датчиком. Он выполнен на ферритовом сердечнике.
Импульсное напряжение сигнала перегрузки с вторичной обмотки трансформатора тока выпрямляют, фильтруют и подают на вывод отключения управляющей микросхемы задающего генератора. Для замедления переключения транзисторов, тиристоров и других компонентов параллельно их выводам анод-катод, сток-исток, коллектор-эмиттер и т.д. включают КС-цепи из резистора и конденсатора, включенных последовательно. При этом КС- цепочки снижают скорость нарастания напряжения, защищают компоненты от импульсов напряжения при переключениях, купируют затухающие колебательные процессы. Системы защиты разнообразны, и решение о применимости определенных вариантов устройств защиты следует принимать сообразно конкретным задачам. 8.6.
Требования к монтажу источников питания и электромагнитные помехи Монтаж источников питания должен быть выполнен в соответствии с частотой преобразования энергии. Так, монтаж линейных источников питания разительно отличается от монтажа высокочастотных импульсных источников питания. Если частота преобразования лежит выше звуковой, то несоблюдение требований к монтажу может привести к печальным последствиям в виде неустойчивой работы источника питания, вплоть до полной неработоспособности. В зависимости от величины токов, протекающих по цепям, необходимо выбрать сечение монтажного провода, а также ширину дорожек печатной платы. Сила потребляемых токов некоторыми устройствами (например, цифровыми многопроцессорными системами обработки радиосигналов) может достигать сотен ампер при постоянных напряжениях в несколько вольт. На слишком тонком проводе может падать повышенное напряжение, что снизит КПД устройства и приведет к существенному образованию паводок, которые могут улавливаться чувствительными сигнальными цепями, в результате чего работа импульсного источника питания может быть нарушена.
Помехи распространяются от их источника как через поле в окружающее пространство, так и через электрические цепи [245, с. 154]. Для борьбы с помехами, распространяющимися через эфир, используют заземленные электромагнитные оплетки, соединенные с общим проводом экраны Фарадея; скручивают пары прово- 8.6 Требования х монтаму иоточнихоа питания и апе«тромагнитные помехи 181 дов, по которым текут противоположно направленные и равные по величине токи с целью частичной взаимной компенсации излучений.
Помехи, распространяющиеся через общий провод, называют симметричными или дифференциальными, а помехи, проходящие через шины питания вне общего провода, — синфазными [25, с. 258]. Каждый из этих двух видов помех должен, если это требуется, подавляться соответствующим фильтром. В частности, для уменьшения синфазных помех на входе устройства между фазным проводом и заземленным устанавливают т'-конденсаторы, а для снижения дифференциальных помех используют Х-конденсаторы, которые включают между фазными проводами 15б, с. 3691. Данные конденсаторы должны обладать низкими показателями ЕБ1. и ЕЖ. Кроме того, Х-конденсатор должен выдерживать напряжение питающей сети и испытательное напряжение в 2,5 кВ, а т'-конденсатор, исходя из соображений техники безопасности, должен быть рассчитан на испытательное импульсное напряжение не менее 5 кВ, поскольку его пробой может привести к поражению электрическим током.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
