用于電源、繼電器和螺線管的協同式線路保護,在各種新型先進設備上實施協同式電路保護可有助于提高設備可靠性、減少元器件數量,并使其符合嚴格的安規要在各種新型先進設備上實施協同式電路保護可有助于提高設備可靠性、減少元器件數量,并使其符合嚴格的安規要求。
協同式方法能夠幫助保護電源、繼電器和螺線管,避免因線路故障或過載造成電流增大以及尖峰電壓或暴露在穩態過壓狀態帶來的危害。
SMPS設計考慮因素
開關電源(SMPS)可滿足消費類電子對尺寸、重量以及節能的需求,因此在很多應用包括白家電中正替代線性穩壓器。但因為SMPS缺乏過去設計方案所具有的固有電阻,因此它們通常需要更為可靠的線路保護。
高分子聚合物正溫系數(PPTC)過電流保護器件可以幫助制造商滿足UL60950-1/LPS (有限電源)對SMPS的要求,并提高設備的安全性與可靠性。該器件雖然不能防止故障的發生,但卻能快速反應,將電流限制到一個安全的水平,以使下游元件免遭損壞。另外PPTC器件尺寸較小,可以很容易地用在空間受限的應用中。
PPTC器件在正常工作電流下具有較低阻抗值,而當處于過電流狀態時則會跳升到高阻狀態,電阻增加將使流過的電流降低,從故障狀態變為較低的穩態,從而幫助保護設備電路。器件將保持鎖止狀態直到故障解除,當電路電源回到正常后,PPTC器件將會復位并使電流恢復,使電流回到正常工作狀態。
如圖1所示,PolySwitch? PPTC器件可以串聯在電源輸入端,幫助保護因電路短路、線路過載或者用戶誤操作造成的損壞。另外,在輸入兩端放置金屬氧化物變阻器(MOV)還可提供過壓保護。
圖1 開關電源常用電路保護設計
PolySwitch也可以放在MOV的后面,很多設備制造商喜歡在保護電路里將可復位PolySwitch器件與上游失效安全保護結合在一起,此例中R1作為鎮流電阻與保護線路結合起來應用。
[$page] 螺線管設計考慮因素
螺線管是一種電磁器件,它由線圈、線框、電樞以及支撐架組成。線圈和支撐架在線框上由機械固定,電樞則插在線圈中。當線圈受到電流激勵時將產生磁力,把活塞拉入線圈并固定在支撐架上。
螺線管受到激勵后,電樞行程終端位置由一個傳感器檢測,傳感器將電樞位置信息反饋給系統電路,以關閉螺線管電源。如果傳感器失靈,造成電樞沒能拉入,間歇性工作的螺線管將產生大量熱并可能會失效。
將PPTC器件與MOV組合在一起安裝于AC輸入的初級,可以保護過流與過壓失效造成的損壞。與一次性熔斷絲不同,可復位PPTC器件還能保護因失效造成溫度升高而只有輕微電流變化帶來的損壞。
某些過載情況也會導致MOV保持夾緊狀態并繼續導電,這將最終造成器件溫度過高而失效。此時可將PPTC器件與MOV器件串聯并靠近以便其溫度接近,由于MOV將熱傳遞給PPTC器件,PPTC器件參數變化加快,限制了流過MOV的電流,這樣MOV可在更大過載狀態提供保護。
這一技術可使設計人員利用PPTC器件的溫度響應,并取代電路中其他熱保護元件。PPTC器件這里不僅具有