Ce probleme pot apărea la depășirea tensiunii de intrare a unei surse de alimentare CUI Inc
25 septembrie 2018 de Ron Stull - 7 minute de citire
Bine ați venit la prima tranșă a noii noastre serii intitulată „Împingerea limitelor”. Această serie va aprofunda o întrebare pe care o auzim des la CUI, „Ce se întâmplă dacă îmi operez sursa de alimentare în afara unui anumit interval de specificații?” Pentru a ajuta la răspunsul la această întrebare, vom revizui specificațiile comune ale sursei de alimentare și vom evidenția potențialele dezavantaje și defecțiuni care ar putea apărea atunci când se operează o sursă de alimentare în afara limitelor specificate. În partea 1 a acestei serii, vom discuta despre problemele potențiale care pot apărea atunci când tensiunea de intrare depășește domeniul admisibil al unei surse de alimentare.
Limite de tensiune de intrare
În întreaga lume, tensiunea de rețea disponibilă și stabilitatea acesteia asociate pot varia foarte mult, ceea ce face dificilă proiectarea unei surse de alimentare care să răspundă nevoilor domeniului de intrare pentru toate aplicațiile. Presupunând că specificațiile de intrare ale unei surse de alimentare sunt „suficient de apropiate” de tensiunea de funcționare dorită a unei aplicații poate duce la defecțiuni dacă sursa de alimentare este de fapt operată în afara limitelor sale. Aceste defecțiuni pot fi definite ca defecțiuni ale componentelor, defecțiuni ale sistemului sau defecțiuni ale specificațiilor și fiecare va avea impact diferit asupra sursei de alimentare și asupra performanței sistemului.
Depășirea limitelor de tensiune de intrare - Defecțiuni ale componentelor
Defecțiunile componentelor apar atunci când o componentă este deteriorată și/sau nu mai funcționează conform intenției. Aplicarea unei tensiuni care depășește tensiunea maximă de funcționare a unei componente este o modalitate simplă de a deteriora orice componentă. Multe componente care sunt plasate pe intrare, cum ar fi condensatoarele X, varistoarele de oxid metalic (MOV) și redresoarele de punte, sunt ușor de identificat ca fiind supuse tensiunii de tensiune. Dacă tensiunea de intrare depășește tensiunea lor maximă de funcționare, modul de defecțiune specific al acestor componente poate duce la câteva scenarii diferite. De exemplu, condensatoarele X, care sunt proiectate să funcționeze scurt din motive de siguranță, probabil vor deschide siguranța lăsând sursa de alimentare inoperabilă. Cu toate acestea, în cazul în care condensatoarele Y, care sunt proiectate să nu funcționeze deschis, ar eșua scurt, sursa de alimentare ar putea continua să funcționeze, lăsând utilizatorii în pericol de șoc.
Intrare tipică ac-dc
Alte componente, cum ar fi siguranța, sunt mai dificil de identificat ca susceptibile la defecțiuni în cazul unei supratensiuni. În condiții normale, siguranța va apărea ca un scurt și o creștere a tensiunii va forța pur și simplu siguranța să transporte mai puțin curent. Dacă apare o defecțiune, cum ar fi scurtcircuitul X-condensator, în interiorul sursei de alimentare, siguranța se va deschide și va deconecta circuitul de la sursa de intrare. Cu toate acestea, dacă se depășește tensiunea maximă a siguranței și scurtcircuitul X-condensator, siguranța nu va putea suprima arcul. Acest lucru nu va reuși să mențină circuitul deschis, conducând la un flux continuu de curent prin condensatorul defect, provocând probleme atât în amonte, cât și în aval.
În alte cazuri, tensiunea de tensiune este legată de componentele parazite ale căror valori sunt greu de determinat. Comutatorul dintr-un convertor flyback, de exemplu, are o tensiune de vârf determinată nu numai de tensiunea de intrare, ci și de inductanța de scurgere și de raportul de viraje. În astfel de cazuri, tensiunea de tensiune nu poate fi întotdeauna determinată prin simpla examinare a schemei sau a fișelor tehnice, ci trebuie măsurată direct.
Stânga: schemă tipică flyback cu componente discrete Dreapta: schemă flyback cu componente parazitare adăugate în roșu Contribuții la tensiunea comutatorului Flyback
Evenimentele sub tensiune au, de asemenea, potențialul de a provoca defecțiuni ale componentelor. Când operați o sursă de alimentare sub tensiunea minimă de funcționare, curentul din multe componente va crește proporțional. Siguranța, redresorul, întrerupătoarele și alte componente care transportă acest curent crescut vor disipa mai multă putere, ducând la o temperatură crescută și șanse de avarie. Componentele magnetice, cum ar fi un sufocator de corecție a factorului de putere (PFC), vor transporta, de asemenea, mai mult curent și, prin urmare, vor vedea că inductanța lor scade sau se satură complet. În funcție de topologia specifică, acest lucru ar putea duce la creșterea curentului de vârf (componente potențial dăunătoare cum ar fi comutatorul), la creșterea frecvenței de funcționare, la scăderea eficienței sau la conversia eșuată a puterii împreună.