Коли слід використовувати зовнішні діоди з джерелом живлення?

Є кілька випадків, коли із джерелами живлення використовуються зовнішні діоди (або транзистори):
1. Керування двигунами постійного струму
2. Операція серії
3. Надлишкова операція
4. Резервне копіювання акумулятора

1. Керування двигунами постійного струму
Може виникнути плутанина щодо використання зовнішніх діодів при живленні двигунів постійного струму; здебільшого де розмістити діод або яке їх призначення. Існує два типи двигунів постійного струму; матовий двигун постійного струму та безщітковий двигун постійного струму.

Матові двигуни постійного струму
При цьому типі двигуна магніти нерухомі, а котушка обертається - електрика передається спінінговій котушці за допомогою «щіток». Перевагами цього типу двигуна є низька початкова вартість та просте регулювання швидкості.

Коли живлення переривається, котушка двигуна буде діяти як індуктивність і намагатиметься продовжувати виробляти струм, фактично перетворюючись на інвертоване джерело напруги. Це застосує зворотну полярність до джерела живлення і може спричинити пошкодження. (Задня ЕРС - електромагнітний потік)

Встановлення діода, як показано вище, забезпечує шлях струму для зворотного струму двигуна і затискає зворотну напругу до рівня, що не перевищує прямого падіння діода. Це захищає вихідні конденсатори блоку живлення та інші компоненти від напруги, зворотної напруги.

Безщіткові двигуни постійного струму
Безщіткові двигуни постійного струму, які часто називають BDCM або BLDC, мають постійні магніти, які обертаються, і якір фіксується. Хоча вони дорожчі, ніж матові версії, вони надійніші в довгостроковій перспективі, оскільки немає щітки або комутатора, а контроль положення більш точний.

Коли двигун вимкнено або повернуто назад, він буде виконувати роль генератора і виробляти високу напругу. Цей стрибок може спричинити спрацьовування захисту від перенапруги блоку живлення, вимикаючи пристрій. Використовуючи діод послідовно з виходом, як показано нижче, шип буде заблокований від перешкод живленню.

В обох випадках можна використовувати діод загального призначення, за умови, що номінали напруги та струму для діода правильно розраховані.

2. Операція серії

Досить поширеною практикою в галузі є експлуатація джерел живлення послідовно. Перевага полягає в тому, що напруги більше 60 В можна отримати за допомогою готових продуктів.

Можна підключити кілька джерел живлення послідовно, але, будь ласка, прочитайте запобіжні зауваження нижче:

Підключіть назад зміщені діоди через клеми джерела живлення, як показано нижче.

Оцініть ці діоди на тому ж вихідному струмі, що і джерела живлення.

Якщо обидва джерела живлення не вмикаються одночасно, або якщо навантаження стає коротким замиканням, то діоди захистять джерела живлення від будь-якої прикладеної зворотної напруги.

Не перевищуйте номінальну напругу на виході із землею/шасі. Усередині більшості джерел живлення є конденсатори фільтру шуму, підключені від виходу до землі. Можна перевищити робочу напругу цих конденсаторів, особливо при конфігурації декількох блоків послідовно.

Уникайте використання обмежених поточних джерел живлення, оскільки вони можуть заблокувати джерело живлення під час першого ввімкнення.

3. Надлишкова операція

Для того, щоб досягти надмірності в системі, загальноприйнятою практикою є підключення двох джерел живлення разом. (Зверніть увагу: цього не слід плутати з поточним обміном в режимі грубої сили)

Якщо блок живлення №1 виходить з ладу, теоретично блок живлення №2 повинен взяти на себе ... проте

Якби ми заглянули всередину джерела живлення, вихідна напруга зазвичай контролюється операційним підсилювачем, а потім порівнюється з внутрішнім контрольним. Якщо вихідна напруга занадто висока, тоді компаратор знизить вихідну напругу схеми управління за рахунок зменшення ширини імпульсу перетворювача перемикання. Подібним чином, якщо вихідна напруга занадто низька, ширина імпульсного імпульсу збільшиться, щоб підвищити вихідну напругу.

Наприклад, блок живлення №1 працює при напрузі 24,0 В, а блок живлення №2 встановлений трохи вище на рівні 24,1 В. Схема управління БП №1 буде «бачити» 24,1 В як вихідну напругу і вимкне комутаційний перетворювач, вважаючи, що його вихідна напруга занадто висока.

У разі виходу з ладу БП №2 потреба в навантаженні впаде на БП №1, який потім знову ввімкне комутаційний перетворювач і може призвести до тимчасової втрати напруги, що подається до навантаження.

Додавання діода послідовно з кожним вихідним джерелом живлення зупинить джерела живлення “бачити” вихідну напругу іншого; хоча блок живлення №2 може забезпечувати повне навантаження, якщо він вийде з ладу, блок живлення №1 буде активним, готовим забезпечити живлення та мати змогу підтримувати напругу, доступну для навантаження.

4. Резервне копіювання акумулятора

На багатьох недорогих джерелах низької потужності захист від перенапруги забезпечується стабілітроном, підключеним через вихідні клеми джерела живлення. У разі несправності ланцюга управління, що спричиняє підвищення вихідної потужності, стабіліт не працює в режимі короткого замикання, тим самим змушуючи джерело живлення переходити в режим захисту від перевантаження по струму. У цьому випадку передбачається, що використовується режим обмеження струму типу «гикавка».

Якщо використовується резервна батарея (або інше джерело живлення), то струм буде надходити в несправний блок живлення і спричинятиме перегрів стабілітрона та оточуючих ланцюгів.

Знову ж таки, діод послідовно із джерелом живлення запобіжить цьому.

Для отримання додаткової інформації відвідайте TDK-Lambda