ჭარბი ძაბვის დაცვა ელექტრომომარაგებისთვის

ელექტრომომარაგების ჭარბი ძაბვის დაცვა ნამდვილად სასარგებლოა - PSU-ს ზოგიერთმა უკმარისობამ შეიძლება დააზიანოს დიდი ძაბვები მოწყობილობაზე. ზედმეტი ძაბვისგან დაცვა ხელს უშლის ამას როგორც ხაზოვან რეგულატორებზე, ასევე გადართვის რეჟიმის კვების წყაროებზე.

მიუხედავად იმისა, რომ თანამედროვე ელექტრომომარაგება ახლა ძალიან საიმედოა, ყოველთვის არის მცირე, მაგრამ რეალური შანსი იმისა, რომ ისინი ვერ ამოქმედდეს.

მათ შეუძლიათ მრავალი გზით მარცხი და ერთი განსაკუთრებით შემაშფოთებელი შესაძლებლობა არის ის, რომ სერიული უღელტეხილის ელემენტი, ანუ ძირითადი გამშვები ტრანზისტორი ან FET შეიძლება ისე ჩავარდეს, რომ მოკლე ჩართვა მოხდეს. თუ ეს მოხდება, ძალიან დიდი ძაბვა, რომელსაც ხშირად უწოდებენ ზედმეტ ძაბვას, შეიძლება გამოჩნდეს მიკროსქემზე, რომელიც იკვებება, რაც გამოიწვევს მთელ აღჭურვილობას კატასტროფულ ზიანს.

ზედმეტად ძაბვის დაცვის სახით დამცავი მიკროსქემის დამატებით მცირე რაოდენობის დამატებით, შესაძლებელია დაიცვათ ეს ნაკლებად სავარაუდო, მაგრამ კატასტროფული შესაძლებლობისგან.

ელექტრომომარაგების უმეტესობა, რომელიც შექმნილია მაღალი ღირებულების აღჭურვილობის ძალიან საიმედო მუშაობისთვის, მოიცავს ზედმეტად ძაბვისგან დაცვის გარკვეულ ფორმას, რათა უზრუნველყოს, რომ ელექტრომომარაგების ნებისმიერი გაუმართაობა არ გამოიწვევს ელექტრომომარაგების აღჭურვილობის დაზიანებას. ეს ეხება როგორც ხაზოვან დენის წყაროებს, ასევე გადართვის რეჟიმის კვების წყაროებს.

ზოგიერთი კვების წყარო შეიძლება არ შეიცავდეს ზედმეტად ძაბვისგან დაცვას და ისინი არ უნდა იქნას გამოყენებული ძვირადღირებული აღჭურვილობის კვებისათვის - შესაძლებელია მცირე ელექტრონული წრედის დიზაინის გაკეთება და ჭარბი ძაბვის დამცავი მიკროსქემის შემუშავება და ამის დამატება დამატებით ელემენტად.

ჭარბი ძაბვის დაცვის საფუძვლები

არსებობს მრავალი გზა, რომლითაც ელექტროენერგიის მიწოდება შეიძლება ჩავარდეს. თუმცა, ზედმეტად ძაბვისგან დაცვისა და მიკროსქემის საკითხების გასაგებად, ადვილია ხაზოვანი ძაბვის რეგულატორის მარტივი მაგალითის აღება ძალიან მარტივი ზენერის დიოდისა და სერიის გავლის ტრანზისტორის გამოყენებით.

ძირითადი სერიის რეგულატორი ზენერის დიოდისა და ემიტერის მიმდევრის გამოყენებით

მიუხედავად იმისა, რომ უფრო რთული მარაგი იძლევა უკეთეს შესრულებას, ისინი ასევე ეყრდნობიან სერიის ტრანზისტორს გამომავალი დენის გასატარებლად. მთავარი განსხვავება არის გზა, რომლითაც რეგულატორის ძაბვა გამოიყენება ტრანზისტორის ბაზაზე.

როგორც წესი, შეყვანის ძაბვა ისეთია, რომ რამდენიმე ვოლტი ეცემა ძაბვის რეგულატორის სერიის ელემენტზე. ეს საშუალებას აძლევს სერიის გავლის ტრანზისტორს ადეკვატურად დაარეგულიროს გამომავალი ძაბვა. ხშირად ძაბვის ვარდნა სერიის უღელტეხილზე ტრანზისტორზე შედარებით მაღალია - 12 ვოლტიანი მიწოდებისთვის, შემავალი შეიძლება იყოს 18 ვოლტი კიდევ უფრო მეტი, რათა უზრუნველყოს საჭირო რეგულირება და ტალღის უარყოფა და ა.შ.

ეს ნიშნავს, რომ ძაბვის რეგულატორის ელემენტში შეიძლება იყოს გაფანტული სითბოს მნიშვნელოვანი დონე და შერწყმული ნებისმიერი გარდამავალი მწვერვალებით, რომლებიც შეიძლება გამოჩნდეს შესასვლელში, ეს ნიშნავს, რომ ყოველთვის არის მარცხის შესაძლებლობა.

ტრანზისტორის სერიის გამშვები მოწყობილობა ჩვეულებრივ მარცხდება ღია მიკროსქემის პირობებში, მაგრამ ზოგიერთ გარემოებებში ტრანზისტორი შეიძლება განვითარდეს მოკლე ჩართვა კოლექტორსა და ემიტერს შორის. თუ ეს მოხდება, მაშინ სრული დაურეგულირებელი შეყვანის ძაბვა გამოჩნდება ძაბვის რეგულატორის გამომავალში.

თუ სრული ძაბვა გამოჩნდა გამოსავალზე, მაშინ ამან შეიძლება დააზიანოს მრავალი IC-ები, რომლებიც მიწოდებულ წრეშია. ამ შემთხვევაში, წრე შეიძლება ეკონომიური შეკეთების მიღმა იყოს.

გადართვის რეგულატორების მუშაობის წესი ძალიან განსხვავებულია, მაგრამ არის გარემოებები, როდესაც სრული გამომავალი შეიძლება გამოჩნდეს ელექტრომომარაგების გამომავალზე.

როგორც ხაზოვანი რეგულირებადი კვების წყაროსთვის, ასევე გადართვის რეჟიმის კვების წყაროსთვის, ძაბვისგან დაცვის გარკვეული ფორმა ყოველთვის სასურველია.

ჭარბი ძაბვის დაცვის სახეები

როგორც მრავალი ელექტრონული ტექნიკის შემთხვევაში, არსებობს კონკრეტული შესაძლებლობების განხორციელების რამდენიმე გზა. ეს ეხება ზედმეტი ძაბვის დაცვას.

არსებობს რამდენიმე განსხვავებული ტექნიკა, რომელთა გამოყენება შესაძლებელია, თითოეულს აქვს საკუთარი მახასიათებლები. ეფექტურობა, ღირებულება, სირთულე და მუშაობის რეჟიმი ყველა უნდა იყოს აწონილი, როდესაც განვსაზღვრავთ რომელი მეთოდის გამოყენებას ელექტრონული წრედის დიზაინის ეტაპზე.

• SCR Crowbar: როგორც სახელი გულისხმობს, crowbar ჩართვა ათავსებს მოკლე ჩართვას ელექტრომომარაგების გამომავალზე, თუ ჭარბი ძაბვის მდგომარეობაა. როგორც წესი, ამისთვის გამოიყენება ტირისტორები, ე.ი. SCR-ები, რადგან მათ შეუძლიათ დიდი დენების გადართვა და დარჩნენ ჩართული მუხტის გაფანტვამდე. ტირისტორი შეიძლება დაუკავშირდეს დაუკრავენ, რომელიც უბერავს და იზოლირებს რეგულატორს მასზე შემდგომი ძაბვისგან.

  ტირისტორის ძაბვის დამცავი წრე

  ამ წრეში ზენერის დიოდი ისეა არჩეული, რომ მისი ძაბვა იყოს გამომავალი ნორმალურ სამუშაო ძაბვაზე, მაგრამ ძაბვის ქვემოთ, სადაც დაზიანება მოხდება. ამ გამტარობისას ზენერის დიოდში დენი არ გადის, რადგან მისი დაშლის ძაბვა არ არის მიღწეული და დენი არ მიედინება ტირისტორის კარიბჭეში და ის რჩება გამორთული. ელექტრომომარაგება იმუშავებს ნორმალურად.

  თუ ელექტრომომარაგებაში სერიული გამტარი ტრანზისტორი მარცხდება, ძაბვა დაიწყებს აწევას - დანადგარის გამოყოფა უზრუნველყოფს მის მყისიერ აწევას. როდესაც ის ამაღლდება, ის ამაღლდება იმ წერტილზე, სადაც ზენერის დიოდი იწყებს გამტარობას და დენი შემოვა ტირისტორის კარიბჭეში, რაც იწვევს მის გააქტიურებას.

  როდესაც ტირისტორი ააქტიურებს, ის დააკლებს ელექტრომომარაგების გამომავალს მიწასთან, რაც თავიდან აიცილებს მის მიერ მოწოდებულ მიკროსქემის დაზიანებას. ეს მოკლე ჩართვა ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას დაუკრავის ან სხვა ელემენტის აფეთქებისთვის, ძაბვის რეგულატორის გამორთვისა და დანადგარის შემდგომი დაზიანებისგან იზოლირებისთვის.

  ხშირად მცირე კონდენსატორის სახით ათავსებენ თირისტორის კარიბჭედან მიწამდე, რათა თავიდან იქნას აცილებული მკვეთრი გარდამავალი ან RF დანადგარი, რომელიც ელექტროენერგიას არ მიეწოდება კარიბჭის შეერთებაზე და გამოიწვიოს ყალბი გამომწვევი. თუმცა ეს არ უნდა იყოს ძალიან დიდი, რადგან ამან შეიძლება შეანელოს მიკროსქემის სროლა რეალური უკმარისობის შემთხვევაში და დაცვა შეიძლება ძალიან ნელა იყოს.

  შენიშვნა Thyristor Crowbar overvoltage დაცვის შესახებ:

  ტირისტორი ან SCR, სილიკონის კონტროლირებადი რექტიფიკატორი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ელექტრომომარაგების წრეში გადაჭარბებული ძაბვისგან დაცვის უზრუნველსაყოფად. მაღალი ძაბვის გამოვლენით, წრეს შეუძლია ასროლოს ტირისტორი, რათა მოათავსოს მოკლე ჩართვა ან ბორბალი ძაბვის ლიანდაგზე, რათა უზრუნველყოს ის არ გაიზარდოს მაღალ ძაბვამდე.

  დაწვრილებით შესახებ Thyristor Crowbar Overvoltage დაცვის წრე.

• ძაბვის დამაგრება: ზედმეტად ძაბვის დაცვის კიდევ ერთი ძალიან მარტივი ფორმა იყენებს მიდგომას, რომელსაც ეწოდება ძაბვის დამაგრება. მისი უმარტივესი ფორმით ის შეიძლება უზრუნველყოფილი იყოს ზენერის დიოდის გამოყენებით, რომელიც მოთავსებულია რეგულირებადი ელექტრომომარაგების გამომავალზე. თუ ზენერის დიოდის ძაბვა არჩეულია რკინიგზის მაქსიმალურ ძაბვაზე ოდნავ ზემოთ, ნორმალურ პირობებში ის არ გაივლის. თუ ძაბვა ძალიან მაღლა აიწევს, მაშინ ის დაიწყებს გატარებას, ძაბვის დამაგრებით სარკინიგზო ძაბვის მნიშვნელობით ოდნავ ზემოთ.

  თუ რეგულირებადი ელექტრომომარაგებისთვის საჭიროა უფრო მაღალი დენის შესაძლებლობა, მაშინ შეიძლება გამოყენებულ იქნას ზენერის დიოდი ტრანზისტორი ბუფერით. ეს გაზრდის დენის შესაძლებლობას ზენერის დიოდის მარტივ წრეზე, ტრანზისტორის დენის მომატების ტოლი ფაქტორით. ვინაიდან ამ წრედისთვის საჭიროა დენის ტრანზისტორი, დენის მომატების სავარაუდო დონეები დაბალი იქნება - შესაძლოა 20-50.

  ზენერის დიოდის ზედმეტად ძაბვის დამჭერი
  (ა) - მარტივი ზენერის დიოდი, (ბ) - უფრო მაღალი დენი ტრანზისტორი ბუფერით

• ძაბვის შეზღუდვა: როდესაც გადამრთველი რეჟიმის კვების წყაროსთვის საჭიროა ზედმეტი ძაბვისგან დაცვა, SMPS დამჭერი და საყრდენი ტექნიკა ნაკლებად ფართოდ გამოიყენება დენის გაფრქვევის მოთხოვნების და კომპონენტების შესაძლო ზომისა და ღირებულების გამო.

  საბედნიეროდ, გადართვის რეჟიმის რეგულატორების უმეტესობა ვერ ხერხდება დაბალი ძაბვის პირობებში. თუმცა, ხშირად გონივრულია ძაბვის შეზღუდვის შესაძლებლობების დანერგვა ზედმეტი ძაბვის პირობებში.
  
  ხშირად ამის მიღწევა შესაძლებელია ზედმეტი ძაბვის მდგომარეობის შეცნობით და კონვერტორის გამორთვით. ეს განსაკუთრებით ეხება DC-DC გადამყვანების შემთხვევაში. ამის განხორციელებისას აუცილებელია ჩართოთ სენსორული მარყუჟი, რომელიც არის მთავარი IC რეგულატორის მიღმა - ბევრი გადართვის რეჟიმის რეგულატორი და DC-DC გადამყვანი იყენებს ჩიპს მიკროსქემის უმრავლესობის მისაღწევად. ძალიან მნიშვნელოვანია გარე სენსორული მარყუჟის გამოყენება, რადგან თუ გადართვის რეჟიმის რეგულატორის ჩიპი დაზიანებულია, რაც იწვევს ზედმეტ ძაბვის მდგომარეობას, შეიძლება დაზიანდეს სენსორული მექანიზმიც.

  ცხადია, ჭარბი ძაბვის დაცვის ეს ფორმა მოითხოვს სქემებს, რომლებიც სპეციფიკურია კონკრეტული მიკროსქემისა და გადართვის რეჟიმის ელექტრომომარაგების გამოყენებული ჩიპებისთვის.

სამივე ტექნიკა გამოიყენება და შეუძლია უზრუნველყოს ეფექტური დენის მიწოდება ძაბვისგან. თითოეულ მათგანს აქვს თავისი დადებითი და უარყოფითი მხარეები და ტექნიკის არჩევანი უნდა იყოს დამოკიდებული მოცემულ სიტუაციაზე.

დატოვე შეტყობინება 

შეტყობინება სია