在各种新式先进设备上施行协同式电路维护可有助于进步设备牢靠性、削减元器材数量,并使其契合严厉的安规要求。
协同式办法能够协助维护电源、继电器和螺线管,避免因线路毛病或过载形成电流增大以及尖峰电压或暴露在稳态过压状况带来的损害。
SMPS规划考虑要素
开关电源(SMPS)可满意消费类电子对尺度、分量以及节能的需求,因而在许多使用包含白家电中正代替线性稳压器。但由于SMPS缺少曩昔规划计划所具有的固有电阻,因而它们一般需求更为牢靠的线路维护。
高分子聚合物正温系数(PPTC)过电流维护器材能够协助制造商满意UL60950-1/LPS (有限电源)对SMPS的要求,并进步设备的安全性与牢靠性。该器材尽管不能避免毛病的发作,但却能快速反应,将电流约束到一个安全的水平,以使下流元件免遭损坏。别的PPTC器材尺度较小,能够很容易地用在空间受限的使用中。
PPTC器材在正常作业电流下具有较低阻抗值,而当处于过电流状况时则会跳升到高阻状况,电阻添加将使流过的电流下降,从毛病状况变为较低的稳态,然后协助维护设备电路。器材将坚持锁止状况直到毛病免除,当电路电源回到正常后,PPTC器材将会复位并使电流康复,使电流回到正常作业状况。
如图１所示,PolySwitch™ PPTC器材能够串联在电源输入端,协助维护因电路短路、线路过载或许用户误操作形成的损坏。别的,在输入两头放置金属氧化物变阻器(MOV)还可供给过压维护。
图１ 开关电源常用电路维护规划
PolySwitch也能够放在MOV的后边,许多设备制造商喜爱在维护电路里将可复位PolySwitch器材与上游失效安全维护结合在一起,此例中R1作为镇流电阻与维护线路结合起来使用。
螺线管规划考虑要素
螺线管是一种电磁器材,它由线圈、线框、电枢以及支撑架组成。线圈和支撑架在线框上由机械固定,电枢则插在线圈中。当线圈遭到电流鼓励时将发生磁力,把活塞拉入线圈并固定在支撑架上。
螺线管遭到鼓励后,电枢行程终端方位由一个传感器检测,传感器将电枢方位信息反馈给体系电路,以封闭螺线管电源。假如传感器失灵,形成电枢没能拉入,间歇性作业的螺线管将发生很多热并或许会失效。
将PPTC器材与MOV组合在一起装置于AC输入的初级,能够维护过流与过压失效形成的损坏。与一次性熔断丝不同,可复位PPTC器材还能维护因失效形成温度升高而只要细微电流改变带来的损坏。
某些过载状况也会导致MOV坚持夹紧状况并持续导电,这将终究形成器材温度过高而失效。此刻可将PPTC器材与MOV器材串联并挨近以便其温度挨近,由于MOV将热传递给PPTC器材,PPTC器材参数改变加速,约束了流过MOV的电流,这样MOV可在更大过载状况供给维护。
这一技能可使规划人员使用PPTC器材的温度呼应,并替代电路中其他热维护元件。PPTC器材这儿不只具有两种功用,并且仍是一种彻底可复位计划。
螺线管失效最常见的原因是机械呈现阻塞,或许是螺线管遭到脏物的污染,或许有碎片卡在电枢和线圈内壁之间,阻止了正常运动。其他问题包含未对准、绷簧损坏或许力气方向相反。
这些状况都或许导致流过螺线管的电流不变而线圈温度升高,终究烧掉线圈的绝缘层和线路。如图2a和2b所示,在正常状况下螺线管每个周期线圈温度都会升高,图2c显现了过温毛病怎么导致线圈绕组被烧掉,图2d则显现一个刺进到线路中的PolySwitch器材在升到120℃ 时约束IIN使线圈温度逐步下降以维护线圈免受损坏。
图2 PolySwitch器材通过约束线圈电流避免过流/过温形成的损坏
继电器规划考虑要素
继电器常常用在消费类电子设备中以较小信号电平操控大电流和高电压的场合,或许用于切换有必要与操控电路离隔的电流。继电器最基本的部分是线圈、电枢和触点。将继电器接入电路后,电流将在继电器线圈中发生磁场,然后磁场作用于电枢使得继电器输出所衔接的触点接通或许断开。
过高的电压或许电流或许导致继电器损坏,一个常见的问题是继电器断开理性负载的电流时发生的尖峰电压。假如尖峰电压足够大超越继电器触点额外电压,触点就或许被损坏(V = Ldi/dt),这一损坏或许是忽然的,也或许是缓慢的,通过多年的作业后呈现。
别的,当触点断开电流断开时,假如流经触点的电流过大也会形成损坏。过大的电流与电压还会损坏继电器线圈。假如继电器线圈规划为在正常作业状况下只要很短的鼓励时刻,那么正常作业电流下假如偶然鼓励时刻延伸也会损坏线圈。
图3显现了一个常见的继电器维护线路。一个PolySwitch器材与继电器线圈串联,以便在呈现毛病或许偶然过载时约束电流。该图还显现了PolySwitch与继电器触点串联的状况。
图3 典型的过流/过压继电器维护线路
挑选PPTC器材时,其额外电压等于或大于最大或许电压是非常重要的,一起其坚持电流也要等于或大于正常作业状况下最大稳态电流。别的,还有必要考虑最高环境温度,由于环境温度升高会导致坚持电流下降。
图3还显现继电器触点并联了一个MOV或许MLV,其额外参数取决于电压和最大浪涌电流,重要的是所挑选的器材不会在正常峰值电压下传导大电流。MOV参数包含最大答应AC或DC电压,每个MOV和MLV器材也有最大额外浪涌电流,确认额外浪涌电流的常见规范做法是选用8/20微秒波形(上升时刻为8微秒,下降到峰值一半的时刻为20微秒)。跟着变阻器尺度的添加,8/20微秒浪涌电流额外值也会升高,MOV或MLV也可与继电器线圈并联,如图3所示。
总结
协同式过压/过流线路维护能够协助规划人员削减元器材数量,规划愈加安全和牢靠的产品,并契合法规的要求,下降保修和修理本钱。PPTC器材具有可康复功用和低线路阻抗特性,其额外电压为240VAC,答应最大电压达265VAC,并可安顿在AC输入线路上。MOV和MLV器材可协助制造商契合系列安规要求,并供给大电流处理才能和动力吸收性能以及关于瞬时过电压的快速呼应。
