Các nhà thiết kế biết rằng ngoài việc cung cấp điện áp DC (hoặc AC) ổn định khi đối mặt với sự thay đổi của tải và dòng, quá độ hệ thống và độ lệch tiếng ồn, nguồn điện cũng phải có khả năng tự bảo vệ khỏi các lỗi tạm thời và vĩnh viễn (bên trong hoặc bên ngoài ) để ngăn ngừa hư hỏng tải.
Bảo vệ bao gồm nhiều khía cạnh và nhiều nguồn điện sử dụng kết hợp chúng:
Bảo vệ quá tải (quá dòng / ngắn mạch), bao gồm cầu chì cổ điển (kết nối cầu chì), cung cấp bảo vệ nguồn điện nếu đường dẫn tải ngắn hoặc bắt đầu hấp thụ quá nhiều dòng điện. Nhiều nguồn điện là" tự giới hạn" bởi vì chúng chỉ có thể cung cấp một lượng dòng điện nhất định, vì vậy cầu chì không bắt buộc - nhưng chúng được yêu cầu trong một số tình huống quy định. Cầu chì tiêu chuẩn là" cầu chì" (hở mạch) để dừng dòng điện và do đó yêu cầu thay thế bằng tay; Đây có thể là một vấn đề trong một số trường hợp, nhưng lại là một lợi thế trong những trường hợp khác. Ngoài ra còn có cầu chì điện tử, có thể tự động thiết lập lại.
Giới hạn dòng điện và bảo vệ dòng điện trở lại là phần mở rộng của bảo vệ quá tải. Nếu tải hấp thụ dòng điện từ nguồn điện vượt quá giới hạn thiết kế, dòng điện rút sẽ làm giảm dòng điện đầu ra và điện áp liên quan đến các giá trị dưới giới hạn hoạt động bình thường. Trong trường hợp cực đoan, nếu tải bị ngắn mạch, dòng điện sẽ bị giới hạn ở một phần nhỏ của mức tối đa và điện áp đầu ra rõ ràng sẽ bằng không.
Hình 1: Nguồn đi qua các chế độ khác nhau khi nó chuyển từ tắt sang bật lại và bật lại; Trong thời gian này, nếu điện áp đầu vào của nguồn điện thấp hơn mức tối thiểu cần thiết để hoạt động bình thường, UVLO có thể đảm bảo rằng nguồn điện cung cấp đầu ra mà không cần bật nó lên. (Tín dụng hình ảnh: Texas Instruments)
Bảo vệ quá áp (OVP) - Nếu một lỗi bên trong nguồn cung cấp điện khiến điện áp đầu ra của nó tăng lên trên mức tối đa được chỉ định, thì mạch OVP sẽ được sử dụng để bảo vệ tải khỏi bị hư hỏng. Khi điện áp vượt quá mức đặt trước, OVP sẽ tắt nguồn hoặc kẹp đầu ra. Mạch OVP thường được gọi là" xà beng" , có lẽ là vì chúng hoạt động giống như cách đặt một xà beng bằng kim loại ở mỗi đầu của một đầu ra điện. Mạch xà beng tốt nhất được thiết kế độc lập với nguồn điện.
Một loại mạch xà beng chỉ được đặt lại khi tắt nguồn. Loại khác là nó tự động đặt lại sau khi lỗi điện áp đầu ra được xóa. Loại thứ hai hữu ích khi tình huống gây ra xà beng ngắn hơn là mất điện nghiêm trọng. Mặc dù hầu hết các bộ nguồn hiện nay đều có xà beng tích hợp sẵn, nhiều nhà cung cấp cung cấp một mạch xà beng độc lập nhỏ có thể được bổ sung vào nguồn điện hiện có khi cần thiết.
Bảo vệ quá tải nhiệt - Quá tải nhiệt có thể xảy ra nếu chế độ làm mát của nguồn điện không được thiết kế phù hợp hoặc không thể sử dụng (ví dụ: quạt dừng, chặn luồng gió). Tại thời điểm này, nguồn điện có thể vượt quá giá trị nhiệt độ định mức, điều này có thể làm giảm tuổi thọ nghiêm trọng, thậm chí có thể gây ra hỏng hóc ngay lập tức. Giải pháp rất đơn giản: thiết lập một mạch cảm biến nhiệt độ bên trong hoặc gần nguồn điện. Nếu nguồn điện vượt quá giới hạn đặt trước, nguồn điện sẽ được đưa vào chế độ tĩnh hoặc tắt. Một số bộ ngắt mạch nóng chảy tự động khôi phục nguồn điện nếu nhiệt độ giảm, những bộ khác thì không.
Bảo vệ kết nối ngược - Nếu tải được kết nối ngược lại (đầu ra nguồn dương với đường ray tải âm và ngược lại), bảo vệ kết nối ngược ngăn dòng điện và bằng không điện áp. Biện pháp bảo vệ này đặc biệt phổ biến trong các ứng dụng mà pin bị ngắt kết nối và sau đó được kết nối lại, chẳng hạn như trong ô tô hoặc các ứng dụng mà pin hoặc đầu nối của nó không bị khóa.
Các thiết bị bảo vệ thực tế bao gồm bộ lưu biến oxit kim loại (MOV), điện trở nhiệt hệ số nhiệt độ dương (PTC), điốt triệt tiêu điện áp quá độ (TVS), ống phóng điện (GDT) và cầu chì tự phục hồi polyme PTC.
Câu hỏi làm gì để bảo vệ, những gì để ngăn chặn và làm thế nào để làm điều đó không đơn giản như người ta tưởng. Chúng ta cần thêm những loại bảo vệ nào cho nguồn điện? Như thường lệ, câu trả lời là" phụ thuộc vào" trên chính nguồn điện, tải và hệ thống. Từ ics (bao gồm cả bộ chuyển đổi và bộ điều chỉnh) đến các mô-đun lớn hơn và thậm chí cả khung / thiết bị mở, nhiều bộ nguồn và các tính năng liên quan được bao gồm trong một số trong số này, nhưng bạn có thể cần thêm các bộ khác.
Bảo vệ nguồn điện ưa thích của bạn là gì? Bạn đã thêm những loại bảo vệ nào vào nguồn điện, một lần nữa do đánh giá kỹ thuật tốt hay không thử nghiệm và sai sót?