Zaštita od podnapona (UVP) prekidačkog napajanja je ključna sigurnosna karakteristika. Njegove glavne funkcije mogu se sažeti na sljedeći način:
A, Zaštitite samo napajanje i njegove komponente:
Sprečavanje oštećenja od prekomjerne struje na energetskim uređajima: Kada je ulazni napon prenizak, kako bi se održao stabilan izlazni napon, prekidačko napajanje (posebno PWM kontroler) će pokušati kompenzirati povećanjem-vrijeme rada (radni ciklus) ili frekvenciju prekidačke cijevi. To će uzrokovati značajno povećanje struje koja teče kroz prekidačku cijev (MOSFET/IGBT), ispravljačku diodu, induktor, transformator i druge uređaje za napajanje. Dugotrajna-visoka struja će uzrokovati pregrijavanje ovih komponenti i na kraju izgorjeti.
Sprečavanje zasićenja jezgre: U topologijama kao što su flyback i forward, promjena fluksa (ΔB) transformatora ili induktora je proporcionalna ulaznom naponu i vremenu uključenja-. Kada je ulazni napon prenizak, kontroler će produžiti-vrijeme za održavanje izlaza. Preduga -vremena uključenja može uzrokovati da jezgro transformatora ili induktora uđe u zasićenje. Nakon zasićenja, induktivnost naglo opada, uzrokujući nekontrolisano povećanje struje (ograničeno samo otporom linije), što rezultira ogromnim trenutnim skokom struje koji može lako oštetiti prekidač.
Održavanje stabilnosti kontrolne petlje: Ekstremno nizak ulazni napon može uzrokovati kvar kontrolne petlje napajanja (kao što je PWM komparator) ili ulazak u neočekivano stanje, što rezultira abnormalnim izlazom ili oštećenjem komponente.
B, Zaštitite izvor ulaza:
Sprečavanje dubokog pražnjenja baterije: Kada se prekidački izvor napajanja napaja iz baterije (kao što je olovna-kiselinska baterija ili litijumska baterija), zaštita od podnapona odmah isključuje opterećenje kako bi spriječila da napon baterije padne prenizak. Duboko pražnjenje baterije može ozbiljno narušiti performanse (smanjenje kapaciteta i skraćivanje životnog vijeka), pa čak i uzrokovati nepovratna oštećenja (posebno za litijumske baterije, potencijalno predstavljajući sigurnosni rizik).
Smanjenje opterećenja na slabe električne mreže: U scenarijima u kojima je napon mreže nestabilan ili je napajanje slabo u udaljenim područjima, ako napajanje nastavi da radi na preniskom naponu, povući će više struje iz ionako slabe mreže, što može dodatno smanjiti napon mreže, stvarajući začarani krug, utječući na drugu opremu, pa čak i uzrokujući rad zaštitnih uređaja mreže (kao što je okidanje). Zaštita od podnapona isključuje opterećenje na vrijeme, pomažući u održavanju stabilnosti mreže.
C, Zaštitite uređaje za naknadno učitavanje:
Sprečavanje nenormalnog rada ili oštećenja: Dok zaštita od podnapona prvenstveno štiti samo napajanje, ona također indirektno štiti nizvodne uređaje. Kada je ulazni napon prenizak, napajanje možda neće moći stabilno proizvesti potrebni napon i snagu, što rezultira padovima izlaznog napona, povećanim talasima ili abnormalnim fluktuacijama. Ovo nestabilno napajanje može uzrokovati kvar elektronskih uređaja (kao što su mikroprocesori, drajveri motora i displeji), gubitak podataka, resetiranje ili čak oštećenje. Brzo isključivanje izlazne struje može spriječiti rad uređaja za opterećenje u nepovoljnim uvjetima napajanja.
D, Sprečavanje štucanja:
Bez zaštite od podnapona, kada je ulazni napon kritično nizak, napajanje može više puta pokušavati da se pokrene (jer je napon jedva dovoljno visok da pokrene strujno kolo). Međutim, kada počne raditi pod opterećenjem, ulazni napon se povlači još niže, uzrokujući da se napajanje zaštiti ili isključi. Nakon isključivanja, ulazni napon ponovo raste, a napajanje pokušava da se ponovo pokrene, ponavljajući ovaj ciklus, stvarajući fenomen "štucanja". Ovaj čest ciklus -zaustavljanja ne samo da može oštetiti komponente napajanja, već i uzrokovati da se nizvodno opterećenje stalno uključuje i isključuje, što je veoma štetno. Podnaponska zaštita sprečava ovu oscilaciju postavljanjem jasnog praga isključivanja (obično sa određenom histerezom).
Ukratko, ključna uloga zaštite od podnapona prekidačkog napajanja je poput "sigurnosnog čuvara":
Interno (samo napajanje):Sprečava visoku struju, pregrijavanje i magnetsko zasićenje uzrokovano niskim ulaznim naponom, čime štiti ključne uređaje za napajanje (prekidače, diode, magnetne komponente) od oštećenja.
Eksterni (izvor ulaza):Spriječite duboko pražnjenje i oštećenje baterije napajanja i izbjegavajte povlačenje slabe električne mreže.
Za sljedeću fazu (opterećenje):Spriječite rad opreme za opterećenje u nestabilnim ili nedovoljnim uvjetima napajanja kako biste smanjili rizik od kvara.
Za ceo sistem:Obezbijedite jasnu i stabilnu tačku isključivanja kako biste spriječili osciliranje (štucanje) sistema ispod kritičnog napona i osigurali ponašanje koje se može kontrolirati u uvjetima kvara.
Stoga je zaštita od podnapona osnovni sigurnosni mehanizam u dizajnu prekidačkog napajanja, ključan za poboljšanje pouzdanosti napajanja, izdržljivosti i ukupne stabilnosti sistema. Njegov prag (napon pri kojem se aktivira zaštita) i napon histereze (napon pri kojem se rad vraća) zahtijevaju pažljiv dizajn baziran na specifičnoj primjeni (tip ulaznog izvora i karakteristike opterećenja).
