DC電源内部部品の各種保護回路
科学技術の発展に伴い、パワーエレクトロニクス機器と人々の仕事や生活との関係はますます密接になってきており、電子機器は信頼できる電源なしでは成り立ちません。 このため、DCスイッチング電源はますます重要な役割を果たし始め、電子・電気機器のさまざまな分野に参入しています。 DCスイッチング電源は、プログラム制御スイッチ、通信、電子検出装置の電源、制御装置の電源などに広く使用されています。同時に、高周波スイッチング技術を含む多くのハイテク技術の発展により、ソフトスイッチング技術、力率改善技術、同期整流技術、インテリジェント技術、表面実装技術など、スイッチング電源技術は常に革新しており、DCスイッチング電源に幅広い開発スペースを提供しています。 しかし、スイッチング電源の制御回路が複雑なため、トランジスタや集積デバイスは電気衝撃や熱衝撃に対する耐性が低く、使用時にユーザーに大きな不便をもたらします。 スイッチング電源自体と負荷の安全を守るために、DCスイッチング電源の原理と特性に基づいて、過熱保護、過電流保護、過電圧保護、ソフトスタート保護回路が設計されています。
動作原理
DCスイッチング電源は入力部、電力変換部、出力部、制御部から構成されます。 電力変換部はスイッチング電源の中核であり、不安定な直流を高周波チョッピングして出力に必要な変換機能を完成させます。 主にスイッチングトランジスタと高周波トランスで構成されています。 図 1 は、全波整流器、スイッチング トランジスタ V、励起信号、還流ダイオード Vp、エネルギー蓄積インダクタ、フィルタ コンデンサ C で構成される DC スイッチング電源の回路図と等価回路図を示しています。 DCスイッチング電源の核となる部品はDCトランスです。
特性
ユーザーのニーズに応えるため、国内外の大手スイッチ電源メーカーは、特に二次整流素子の損失改善やパワーフェライト（Mn Zn）の技術革新を強化するなど、新型の高インテリジェント部品の同時開発に注力しています。高周波および高磁束密度で高い磁気特性を得る能力を向上させる材料。 同時に、スイッチング電源はSMT技術の応用により大幅な進歩を遂げ、回路基板の両面に部品を配置することで、スイッチング電源の軽量化、小型化、薄型化を実現しています。 したがって、DCスイッチング電源の開発トレンドは、高周波、高信頼性、低消費電力、低ノイズ、耐干渉性、モジュール化です。
DC スイッチング電源の欠点は、スイッチング干渉が深刻であり、過酷な環境や突然の障害に適応する能力が弱いことです。 国内のマイクロエレクトロニクス技術、抵抗・容量素子の製造技術、磁性材料技術と一部の先進国とのギャップにより、直流スイッチング電源の製造技術は難しく、メンテナンスが面倒で、コストが高い。
DCスイッチング電源の保護
DC スイッチング電源の特性と実際の電気的条件に基づいて、過酷な環境や突然の障害でも DC スイッチング電源が安全かつ信頼性の高い動作を確保できるように、さまざまな状況に応じてさまざまな保護回路を設計します。
過電流保護回路
DCスイッチング電源回路において、回路ショート時や電流増加時に調整管が焼損するのを防ぐため。 基本的な方法は、出力電流が一定値を超えるとトランジスタを逆バイアス状態に調整し、回路電流を自動的に遮断します。 過電流保護回路は、トランジスタ BG2 と分圧抵抗 R4、R5 で構成されています。 回路が正常に動作している場合、R4 と R5 間の電圧作用により、BG2 のベース電位がエミッタ電位よりも高くなり、エミッタ接合には逆電圧がかかります。 したがって、BG2 はカットオフ状態 (開回路と同等) にあり、電圧安定化回路には影響を与えません。 回路が短絡すると、出力電圧はゼロとなり、BG2 のエミッタはグランドと等価になります。 したがって、BG2は飽和導通状態(短絡に相当)となり、調整管BG1のベース・エミッタ間は短絡に近い遮断状態となり、回路電流を遮断して保護目的を達成します。
過電圧保護回路
スイッチ安定化電源の回路は比較的複雑であり、スイッチ安定化電源の入力端は一般に、小さなインダクタンスと大きなキャパシタンスを備えた入力フィルタに接続されます。 起動の瞬間、フィルタコンデンサには通常の入力電流の数倍にもなる大きなサージ電流が流れます。 このような大きなサージ電流により、通常の電源スイッチやリレーの接点が溶断したり、入力ヒューズが切れたりすることがあります。 さらに、サージ電流はコンデンサを損傷し、寿命を縮め、早期に損傷を引き起こす可能性があります。 このため、起動時に電流制限抵抗を接続し、この電流制限抵抗を介してコンデンサを充電する必要があります。 電流制限抵抗が過大な電力を消費し、スイッチレギュレータの通常動作に影響を与えるのを防ぐために、リレーを使用して起動時の過渡プロセス後に自動的に電流制限抵抗を短絡し、DC電源が直接電力を供給します。スイッチレギュレーターに。 この回路は、DCスイッチ電源の「ソフトスタート」回路と呼ばれます。
