Suunnittelijat tietävät, että sen lisäksi, että virtalähde tarjoaa vakaan tasavirtajännitteen (tai vaihtovirtajännitteen) kuormituksen ja linjan muutosten, järjestelmän ohimenevien ja melupoikkeamien varalta, sen on myös pystyttävä suojautumaan väliaikaisilta ja pysyviltä vikoilta (sisäisiltä tai ulkoisilta) kuormitusvaurioiden estämiseksi.
Suojeluun liittyy monia näkökohtia, ja monet virtalähteet käyttävät niiden yhdistelmää:
Ylikuormitussuojaus (ylivirta/oikosulku), mukaan lukien klassiset sulakkeet (sulakeliitännät), suojaa virtalähdettä, jos kuormituspolku oikosulkeaa tai alkaa imeä liikaa virtaa. Monet virtalähteet ovat "itserajoitteita", koska ne voivat toimittaa vain tietyn määrän virtaa, joten sulakkeita ei tarvita - mutta niitä tarvitaan joissakin sääntelytilanteissa. Vakiosulakkeet ovat "sulakkeita" (avoimia piirejä), jotka pysäyttävät virtauksen ja vaativat siksi manuaalista vaihtoa; Tämä voi olla ongelma joissakin tapauksissa, mutta etu toisissa. On myös elektronisia sulakkeita, jotka voivat nollata itsensä automaattisesti.
Nykyinen rajoittava suojaus ja nykyinen palautussuoja ovat ylikuormitussuojan laajennuksia. Jos kuormitus imee virtaa virtalähteestä yli suunnittelurajan, virran takaisinveto vähentää lähtövirran ja siihen liittyvän jännitteen normaalin käyttörajan alittaisiin arvoihin. Äärimmäisissä tapauksissa, jos kuorma lyhistyisi, virta rajoitetaan pieneen murto-osaan maksimista ja lähtöjännite olisi tietenkin nolla.
Kuva 1: Virta kulkee eri tilojen läpi, kun se siirtyy täydestä päälle ja takaisin; Tänä aikana, jos virtalähteen syöttöjännite on alle normaalin käytön vaatiman vähimmäistason, UVLO voi varmistaa, että virtalähde tuottaa ulostulon yrittämättä kytkeä sitä päälle. (Kuva: Texas Instruments)
Ylijännitesuoja (OVP) - Jos virtalähteen sisäinen vika saa sen lähtöjännitteen nousemaan yli määritellyn maksimin, OVP-piiri on paikallaan suojaamaan kuormaa vaurioilta. Kun jännite ylittää esiasetettu tason, OVP sammuttaa virran tai kiinnittää ulostulon. OVP-piirejä kutsutaan usein "sorkkaraudan" piikeiksi, oletettavasti siksi, että ne toimivat samalla tavalla kuin metallisen sorkkaraudan asettaminen tehon kuhunkin päähän. Sorkkarautapiiri on parhaiten suunniteltu itse virtalähteestä riippumatta.
Yhdentyyppinen sorkkarautapiiri nollataan vain, kun virta on kytketty pois päältä. Toinen tyyppi on, että se nollautuu automaattisesti, kun lähtöjännitevika on tyhjennys. Jälkimmäinen tyyppi on hyödyllinen, kun sorkkaraudan matkan aiheuttava tilanne on lyhyt eikä vakava sähkökatkos. Vaikka useimmissa virtalähteessä on nyt sisäänrakennettu sorkkarauta, monet toimittajat tarjoavat pienen erillisen sorkkarautapiirin, joka voidaan lisätä olemassa olevaan virtalähteeseen tarpeen mukaan.
Ylikuormitussuoja - Lämpökuormitus voi tapahtua, jos virtalähteen jäähdytystilaa ei ole suunniteltu oikein tai sitä ei voida käyttää (esim. tuulettimen pysäytys, ilmavirtalohkot). Tällä hetkellä virtalähde voi ylittää nimellislämpötila-arvonsa, mikä voi lyhentää vakavasti sen käyttöiän ja voi jopa aiheuttaa välittömän vian. Ratkaisu on yksinkertainen: aseta lämpötilantunnistuspiiri virtalähteen sisäpuolelle tai lähelle. Jos virtalähde ylittää esiasetettua rajaa, virtalähde laitetaan staattiseen tai sammutustilaan. Jotkut kuumasulatuskatkaisijat palauttavat automaattisesti virran, jos lämpötila laskee, toiset eivät.
Käänteinen liitäntäsuojaus - Jos kuorma on käänteisesti kytketty (positiivinen teho negatiiviseen kuormituskiskoon ja päinvastoin), käänteinen liitäntäsuoja estää virtauksen ja nollaa jännitteen. Tämä suojaus on erityisen suosittu sovelluksissa, joissa akku irrotetaan ja kytketään sitten uudelleen, kuten autoissa tai sovelluksissa, joissa akku tai sen liitin ei ole lukittu.
Käytännöllisiä suojalaitteita ovat metallioksidireostaatti (MOV), positiivinen lämpötilakerroin (PTC), termistori, ohimenevä jännitteen vaimennusdiodi (TVS), kaasupurkausputki (GDT) ja polymeeri PTC:n itsetakavat sulakkeet.
Kysymys siitä, mitä suojella, mitä estää ja miten se tapahtuu, ei ole niin yksinkertainen kuin miltä se näyttää. Millaista suojausta meidän on lisättävä virtalähteeseen? Kuten tavallista, vastaus on "riippuu" itse virtalähteestä, kuormasta ja järjestelmästä. ICS:stä (mukaan lukien muuntimet ja säätimet) suurempiin moduuleihin ja jopa alustaan / avoimiin laitteisiin, monet virtalähteet ja niihin liittyvät ominaisuudet sisältyvät joihinkin näistä, mutta saatat joutua lisäämään muita.
Mikä on haluamasi tehosuojaus? Minkä tyyppisen suojauksen olet lisänneet virtalähteeseen, jälleen hyvän teknisen arvion tai kokeilun ja erehdysten vuoksi?