關于電源模塊的輸入輸出保護你了解多少?
(一)交流電網和熔斷器
交流電網連接:交流電網到電源有三條線:火線、零線和地線。在所有的電源和電子系統中,這些線應該正確連接,缺一不可,圖2-16給出了正確連接方式。
安全地必須總是連接在電源和系統的底座上,在無電源底座的時候,例如開放式電源板,則應使用系統外殼和底座作為安全地。
熔斷器和開關必須接在交流的火線上,以便當電源打開或熔斷器熔斷時,交流火線被斷開。雙擲開關斷開火線和零線最安全。
熔斷器和開關必須接在交流的火線上,以便當電源打開或熔斷器熔斷時,交流火線被斷開。雙擲開關斷開火線和零線最安全。
火線和零線不能交換,因為它們對地的電勢是不同的,若交換會引起對地環行電流。
熔斷器:通常,電源的輸入必須有安全保險。由于一些電源,如封閉式電源,沒設置內部熔斷器,必須在起外部接入。通常,在額定負載下,使用的熔斷器熔斷電流為額定輸入交流電流的150%到200%。
(二)輸入噪聲與瞬態保護
AC/DC變換器與DC/DC變換器都存在輸入噪聲與瞬態響應,這個問題在工業上尤為突出,諸如電動機、發電機、繼電器、焊接設備等都發出噪聲與瞬態脈沖,從而給直流或交流輸入帶來附加噪聲,噪聲的其它來源有:負載電流反射、熒光燈、點火裝置、大電流電源線的干擾等。
電源輸入噪聲抑制
無論是AC/DC變換器還是DC/DC變換器,一般都采用電網濾波器來抑制輸入噪聲。濾波器不但能抑制反射紋波電流,也能防止電網噪聲對變換器的影響。電源變壓器的變壓器繞組之間具有耦合電容,這是使噪聲進入變換器的原因之一。為解決這一問題,變壓器應該采用磁路中有隔縫的繞線框來繞制,從而使耦合容減小。有些變壓器繞組之間采用屏蔽來減小耦合電容。
電源輸入瞬態保護
輸入電壓瞬態過程要慎重處理,否則,它將損壞變換器。所以,瞬態電壓超過了額定值,就必須接入外部保護裝置。圖2-17給出三種常用的瞬態保護電路:
第一種方法是采用熔斷器和壓敏電阻。當瞬態電壓超過擊穿電壓時,壓敏電阻可有效地對它進行吸收和消耗。壓敏電阻擊穿電壓一般可達25V或更高。
第二種保護方法,是采用一個小電阻與一個齊納二極管串聯,適用于瞬態電壓不超過25V的變壓器。
第三種方法是采用瞬態電壓抑制器(TVS)。TVS是一種高效保護器件。當TVS兩端受到反向瞬態高能量沖擊時,它能以10-12S數量級的速度,將兩極間的高阻抗變為低阻抗,吸收高達數kW的浪涌,使兩極間的電壓箝位于一個預定值,擊穿電壓可在3~700V之間。
(三)過流保護
輸出電流保護一般有四種方式:如圖2-18
恒流式:當到達電流保護點時,輸出電流隨負載的進一步的加重,略有增加,輸出電壓不斷下降。
回折式:當到達電流保護點時,輸出電流隨負載的進一步的加重,輸出電壓不斷下降,同時輸出電流也不斷下降。
截止式:當到達電流保護點時,電源模塊輸出被禁止。
恒流-截止式:當到達電流保護點時,首先是恒流式的保護方式,當輸出電流達到某值時,電源模塊輸出被禁止。
在大部分電路中使用恒流式與截止式較多。而比較理想的保護方式是恒流-截止式保護。其中恒流式、回折式保護本質上就是自恢復的,但輸出短路時的功耗較大,尤其是恒流式。而截止式、恒流-截止式保護的自恢復特性須加輔助復位電路來完成自恢復,但輸出短路時的功耗可以通過復位電路的周期進行調整,即調整間歇啟動的時間間隔一般電流保護點為1.2倍標稱輸出電流。一般輸出有過壓嵌位保護。