Schutztechnik des DC-Schaltnetzteils

Oct 14, 2022

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1. Programmschutz

Die Schaltung des schaltgeregelten Netzteils ist komplexer und kann grundsätzlich in einen Niederleistungs-Steuerteil und einen Hochleistungs-Schaltteil unterteilt werden. Schalttransistoren sind leistungsstark. Um die Sicherheit von Schalttransistoren beim Ein- oder Ausschalten der Stromversorgung zu gewährleisten, müssen zuerst stromsparende Steuerschaltungen wie Modulatoren und Verstärker funktionieren. Dazu ist es notwendig, den korrekten Bootvorgang sicherzustellen.

Das Eingangsende des Schaltreglers ist im Allgemeinen mit einem Eingangsfilter mit einer kleinen Induktivität und einer großen Kapazität verbunden. Im Moment des Einschaltens fließt ein großer Stoßstrom durch den Filterkondensator, und dieser Stoßstrom kann ein Vielfaches des normalen Eingangsstroms betragen. Ein so großer Stoßstrom kann die Kontakte gewöhnlicher Leistungsschalter oder Relais schmelzen und die Eingangssicherung durchbrennen lassen. Darüber hinaus kann Einschaltstrom Kondensatoren beschädigen, ihre Lebensdauer verkürzen und einen vorzeitigen Ausfall verursachen. Aus diesem Grund sollte beim Start ein Strombegrenzungswiderstand angeschlossen und der Kondensator über diesen Strombegrenzungswiderstand aufgeladen werden. Damit der Strombegrenzungswiderstand nicht zu viel Strom verbraucht und den normalen Betrieb des Schaltreglers beeinträchtigt, wird ein Relais verwendet, um ihn nach dem Einschaltvorgang automatisch kurzzuschließen, so dass die Gleichstromversorgung direkt Strom liefert der Schaltregler.

2. Überstromschutz

Bei unerwarteten Situationen wie Lastkurzschluss, Überlastung oder Ausfall des Steuerkreises ist der durch den Schalttransistor im Spannungsstabilisator fließende Strom zu groß, was den Stromverbrauch der Röhre erhöht und Wärme erzeugt. Wenn keine Überstromschutzvorrichtung vorhanden ist, kann der Hochleistungsschalttransistor beschädigt werden. Daher wird in Schaltreglern üblicherweise ein Überstromschutz verwendet. Am wirtschaftlichsten und einfachsten ist die Verwendung einer Sicherung. Aufgrund der geringen Wärmekapazität des Transistors können gewöhnliche Sicherungen im Allgemeinen keine schützende Rolle spielen, und es werden üblicherweise flinke Sicherungen verwendet. Dieses Verfahren hat den Vorteil eines einfachen Schutzes, jedoch muss die Spezifikation der Sicherung gemäß den Anforderungen des sicheren Arbeitsbereichs des spezifischen Schalttransistors ausgewählt werden. Der Nachteil dieser Überstromschutzmaßnahme ist die Unbequemlichkeit des häufigen Sicherungswechsels.

4. Überspannungsschutz

Der Überspannungsschutz von Schaltreglern umfasst einen Eingangsüberspannungsschutz und einen Ausgangsüberspannungsschutz. Wenn die Spannung der ungeregelten Gleichstromversorgung wie Batterie und Gleichrichter, die vom Schaltregler verwendet werden, zu hoch ist, kann der Schaltregler nicht normal arbeiten und sogar die internen Geräte beschädigen. Daher ist es notwendig, eine Eingangsüberspannungsschutzschaltung zu verwenden.

5. Unterspannungsschutz

Wenn die Ausgangsspannung niedriger als der angegebene Wert ist, spiegelt dies eine Anomalie in der DC-Eingangsversorgung, im Schaltregler oder in der Ausgangslast wider. Wenn die DC-Eingangsversorgungsspannung unter den angegebenen Wert fällt, fällt die Ausgangsspannung des Schaltreglers ab und der Eingangsstrom steigt, wodurch sowohl der Schalttransistor als auch die Eingangsstromversorgung gefährdet werden. Daher ist ein Unterspannungsschutz erforderlich.

6. Überhitzungsschutz

Die hohe Integration, das geringe Gewicht und das geringe Volumen von Schaltreglern erhöhen die Leistungsdichte pro Volumeneinheit erheblich, und entsprechend steigen auch die Anforderungen an die Komponenten innerhalb des Stromversorgungsgeräts hinsichtlich ihrer Arbeitsumgebungstemperatur. Andernfalls verschlechtert sich die Schaltungsleistung und Komponenten fallen vorzeitig aus. Daher sollte in Hochleistungs-Schaltreglern ein Überhitzungsschutz gesetzt werden.


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