Selectați protecția corectă a circuitului pentru surse de alimentare cu comutator Design electronic

Sursele de alimentare cu comutare (SMPS) continuă să înlocuiască tipurile de regulatoare liniare într-o serie de aplicații. Pe măsură ce nevoia de electronică mai eficientă se accelerează și ca urmare a dimensiunii, greutății și avantajelor lor de economisire a energiei, SMPS sunt utilizate pe scară largă în aplicații precum monitoare TV LCD, afișaje PC/laptop, încărcătoare electronice portabile, imprimante, înregistratoare DVD, și chiar electronice auto și industriale.

Totuși, deoarece aceste noi SMPS nu au rezistența inerentă a proiectelor de regulatoare liniare, există o nevoie tot mai mare de protecție adecvată a circuitului. În general, școlile de inginerie nu subliniază selectarea și aplicarea dispozitivelor de protecție a circuitelor. Ca urmare, prea des multe SMPS nu au o protecție adecvată.

Fie că sunt unități de conversie externe sau interne, forward sau fly-back, continue sau discontinue, fiecare tip de SMPS este supus cerințelor de reglementare. De exemplu, o sursă de alimentare pentru o instalație de telecomunicații va trebui să îndeplinească cerințele Telcordia sau ITU, în funcție de regiunea și aplicația țintă. În sectorul consumatorilor, standardele IEC, UL și CSA guvernează la nivel de echipament și va fi necesară o serie de alte teste de siguranță. Există, de asemenea, standardele IEC, UL și CSA care se aplică în mod specific componentelor de protecție a circuitelor.

Siguranțele sunt candidații ideali pentru protecția la supracurent în SMPS datorită siguranței lor dovedite, fiabilității, rezistenței reduse, dimensiunilor mici și eficienței costurilor. La fel cum există cerințe la nivel de sistem pentru SMPS, există cerințe de reglementare pentru siguranță și performanță la nivelul componentelor. De exemplu, IEC-60127 oferă cerințe dimensionale specifice și, de asemenea, specifică o serie de teste de siguranță.

PREZENTARE GENERALĂ A PARAMETRILOR CIRCUITULUI
Figura 1 arată locația unei siguranțe în intrarea de rețea alternativă a unui SMPS ac-dc, cum ar fi într-un încărcător de telefon mobil. Siguranța întrerupe pozitiv fluxul de curent atunci când o componentă, cum ar fi interferența cu frecvență radio (RFI) sau condensatorul de filtrare, eșuează în modul de scurtcircuit.

Un varistor de oxid de metal (MOV) în intrarea de rețea alternativă suprima tensiunile tranzitorii asociate cu fulgerul sau comutarea sarcinii. Componente comune suplimentare, diode de suprimare a tranzitorilor pe magistrala de curent continuu intern, suprimă în continuare orice tranzitorii, oferind un grad mai ridicat de protecție pentru circuitele convertorului dcdc.

Figura 2 arată un SMPS ac-dc încorporat care poate fi găsit pe un server. În plus față de siguranța la intrarea de rețea alternativă, siguranțele își găsesc locul de muncă pe magistrala de curent continuu de înaltă tensiune și în sursa de alimentare pentru menaj.

Pentru a selecta dispozitivul adecvat de protecție a circuitului, este necesar să definiți cu precizie parametrii cheie ai aplicației. Acestea includ tensiunea circuitului, curentul maxim de funcționare normal, curentul maxim de defecțiune potențial, temperatura maximă de funcționare, curenții de impuls și factorul de montare/formă.

Tensiunea circuitului este tensiunea sursei care conduce circuitul. Din motive de siguranță, este esențial să știm, deoarece tensiunea nominală a siguranței trebuie să fie egală sau mai mare decât tensiunea circuitului. De asemenea, este extrem de important ca siguranțele din aplicațiile de curent continuu să aibă o tensiune de curent continuu adecvată.

Curentul maxim normal de funcționare este curentul maxim RMS sub sarcină maximă în funcționare normală. Curentul maxim de defect potențial este curentul maxim așteptat cu tensiunea sursei scurtcircuitată. Evident, temperatura maximă de funcționare este temperatura de funcționare anticipată a circuitelor lângă dispozitivul de protecție, sub sarcină maximă, cu toate ecranele și capacele la locul lor, la temperatura ambiantă maximă.

Curenții de impuls sunt tranzitorii induși de evenimente normale de comutare în circuit, precum și cei cuplați la rețeaua de curent alternativ de la trăsnet și comutarea sarcinii. Atât magnitudinea și durata tranzitorilor, cât și numărul anticipat de tranzitori pe durata de viață a echipamentului necesită o analiză atentă.