Überstromschutz für Schaltnetzteile
Schutz des DC-Schaltnetzteils
Damit das Gleichstrom-Schaltnetzteil auch in rauen Umgebungen und bei plötzlichen Ausfällen zuverlässig funktioniert, werden in diesem Dokument basierend auf den Eigenschaften des Gleichstrom-Schaltnetzteils und den tatsächlichen elektrischen Bedingungen verschiedene Schutzschaltungen für unterschiedliche Situationen entwickelt.
Überstromschutzschaltung
Um die Einstellröhre im Gleichstromschaltnetzteil vor Kurzschlüssen zu schützen, muss der Strom erhöht werden, damit sie nicht durchbrennt. Die grundlegende Methode besteht darin, dass die Einstellröhre in Sperrrichtung vorgespannt wird, wenn der Ausgangsstrom einen bestimmten Wert überschreitet, und somit abgeschaltet wird, wodurch der Stromkreis automatisch abgeschaltet wird. Wie in Abbildung 1 dargestellt, besteht die Überstromschutzschaltung aus dem Transistor BG2 und den Spannungsteilerwiderständen R4 und R5. Im Normalbetrieb des Schaltkreises wird durch die Spannung von R4 und R5 das Basispotential von BG2 höher als das Emitterpotential, sodass die Emitterverbindung der Sperrspannung standhält. Wenn BG2 also im Sperrzustand ist (entspricht einem offenen Schaltkreis), hat dies keine Auswirkungen auf den Spannungsreglerschaltkreis. Wenn der Stromkreis kurzgeschlossen ist, beträgt die Ausgangsspannung Null und der Emitter von BG2 entspricht Masse. Dann befindet sich BG2 im gesättigten Leitungszustand (entspricht einem Kurzschluss). Die Basis und der Emitter des Reglers BG1 stehen daher kurz vor dem Kurzschluss und befinden sich im abgeschalteten Zustand. Der Stromkreisstrom wird abgeschaltet, um den Schutzzweck zu erreichen.
Überspannungsschutzschaltung
Der Überspannungsschutz des Schaltreglers in einem Gleichstrom-Schaltnetzteil umfasst einen Eingangsüberspannungsschutz und einen Ausgangsüberspannungsschutz. Wenn der Schaltregler von einer ungeregelten Gleichstromversorgung (z. B. Batterien und Gleichrichter) verwendet wird und die Spannung zu hoch ist, kann der Schaltregler nicht richtig funktionieren oder sogar die internen Komponenten beschädigen. Daher muss das Schaltnetzteil einen Eingangsüberspannungsschutz verwenden. Abbildung 3 zeigt den Transistor- und Relaisschutzschaltkreis. Wenn in der Schaltung die Eingangsgleichstromversorgungsspannung höher ist als die Durchbruchspannung der Reglerdiode, bricht der Regler durch und es fließt ein Strom durch den Widerstand R, sodass der Transistor T leitend wird, das Relais aktiviert wird und der normalerweise geschlossene Kontakt getrennt wird, wodurch der Eingang unterbrochen wird. Der Eingangsverpolungsschutzschaltkreis kann mit dem Eingangsüberspannungsschutz kombiniert werden, um einen Verpolungsschutzerkennungs- und Überspannungsschutzschaltkreis zu bilden.
