Estrategia de protección de salida de fuente de alimentación conmutada
En todos los diseños de fuente de alimentación conmutada, la protección de la carga y la protección de la fuente de alimentación debido a fallas en la carga son aspectos muy importantes que deben tenerse en cuenta en el diseño. En el diseño de productos militares, a menudo se requiere una tarea llamada análisis de efectos y modo de falla. En este trabajo, se supone que cada parte del circuito es una falla de circuito abierto y luego un caso de falla de cortocircuito. En este caso, analice por separado cómo afecta cada defecto al resto del circuito. Predecir y estimar fallas de esta manera hará que el diseño de la fuente de alimentación sea más confiable. Esto también es lo que debe hacer el diseñador de la fuente de alimentación para proteger el circuito de carga cuando ocurren anomalías de entrada y fallas en el circuito de carga de la fuente de alimentación. En la estrategia de protección, los circuitos de protección múltiples a menudo se conectan en cascada para garantizar que el circuito de protección en sí mismo pueda proporcionar protección redundante cuando ocurre una anomalía. Los fusibles y los disyuntores suelen utilizarse para proporcionar esta función de respaldo.
Los métodos de protección utilizados en el suministro de energía y los sistemas de transmisión de energía deben considerar cuidadosamente al usuario final del producto y la función del producto y, a su vez, el método de reparación del producto. Si el producto es mantenido regularmente por personal de mantenimiento en el circuito, el circuito a su vez considera el método de mantenimiento del producto. Si el personal de mantenimiento realiza el mantenimiento regular del producto, el circuito debe tener un disyuntor, un circuito de arranque autoguiado y un circuito de retroalimentación de sobrecorriente. Si los requisitos de funcionamiento del producto no son estrictos, estas funciones no son necesarias y solo es suficiente un fusible, un circuito de arranque del tipo de apagado por sobrecorriente o una protección contra sobrecorriente o un disyuntor rápido. Algunos métodos de protección necesitan enviar el dispositivo a la estación de mantenimiento para que lo inspeccionen antes de que pueda volver a usarse después de que ocurra la protección. Estos métodos de protección se pueden dividir en los siguientes tres tipos:
1. Reparación tras avería (fusible, resistencia fusible, etc.).
2. Se recuperará después de una falla (disyuntor, enlace limitador de corriente, circuito de protección limitador de voltaje, etc.).
3. Se apagará después de la falla, pero se recuperará después de que desaparezca la falla (circuito de arranque de tipo apagado por sobrecorriente, etc.).
Hay tres tipos básicos de protección contra sobrecorriente. El control de modo de corriente, o controlador de corriente de pico primario, limita la potencia de salida en caso de un cortocircuito "leve" en el circuito, pero eventualmente puede conducir a una condición de cortocircuito grave. Cuando ocurre una falla por sobrecorriente, la impedancia de carga se vuelve cada vez más pequeña, el voltaje de salida disminuye, pero la corriente de salida continúa aumentando, lo que puede quemar los circuitos y dispositivos en la placa de circuito. El método de reducción del voltaje de salida se puede combinar con un circuito de tipo apagado por falla. El método de limitación de corriente constante se realiza amplificando el voltaje en la resistencia de detección de corriente y comparándolo con el voltaje de referencia. Cuando se excede el valor de protección actual, la carga aumentará nuevamente y la corriente de salida será limitada. El circuito limitador de retroalimentación de sobrecorriente utiliza una pequeña parte del voltaje de salida como el valor de referencia del límite superior de la falla de sobrecorriente. Cuando la corriente que pasa a través de la resistencia de detección de corriente excede el valor límite superior actual, el voltaje de salida se reduce, por lo que la corriente de salida también se reduce, lo que puede evitar que el circuito de carga se queme.
Hay dos métodos de protección contra sobrevoltaje en la salida: método obligatorio y método de bloqueo de sobrevoltaje. El método de forzado se logra mediante la fijación de sobrevoltaje y el disparo rápido. El método obligatorio asume que cuando falla la fuente de alimentación, la corriente de carga no se puede limitar
El método de bloqueo de sobrevoltaje se usa en el supuesto de que la fuente de alimentación continúa funcionando, pero el circuito de retroalimentación de voltaje está abierto o uno de los terminales de salida está ligeramente cargado y el voltaje excede el valor máximo nominal. Estos métodos tienen un comparador o transistor separado por salida y un divisor de resistencia conectado a la salida. La elección del esquema de protección está relacionada con el costo económico y el espacio de distribución. Los diseñadores pueden usar su creatividad para diseñar circuitos de protección, pero verifiquen cuidadosamente la situación en todas las condiciones de operación.
