Sursă de tensiune în comutație – protecții

În proiectarea unei surse sunt folosite diferite metode de protecție împotriva scurtcircuitului și suprasarcinii. Acestea trebuie să asigure protecție atât sursei cât și a consumatorului. Metodele cele mai comune vor fi discutate în cele ce urmează.

Mod Hiccup (Hiccup mode) 

O modalitate des folosită pentru a proteja sursa de tensiune împotriva situațiilor de supracurent este cea prin modul hiccup. Are ca avantaj pierderi minime de putere disipată sub formă de căldură în interiorul sursei precum și revenirea automată la regimul normal de funcționare după încetarea scurtcircuitului.

În timpul A se produce un scurtcircuit/suprasarcină. Sursa de alimentare este deconectată. Un impuls de curent de scurtă durată (~ 100milisecunde) dar de valoare foarte mare (cca. 150% din valoarea maximă admisă) apare la bornele sursei. Până la încetarea scurtcircuitului (B), acest puls de curent va apărea la bornele consumatorului de câteva ori pe secundă. Limita de declanșare a protecției (oprirea sursei) este în majoritatea cazurilor 110-150% din valoarea maximă a curentului debitat (I_out). De cele mai multe ori, protecția prin oprirea sursei este combinată cu cea termică. Dacă consumatorul absoarbe mai mult curent dar sub limita de declanșare, se activează protecția termică deconectând momentan sursa și comutând în regim de protecție hiccup.

Curba A – limiare de curent (Foldback Current Limiting)
Acestă protecție are aplicații și în cazul surselor liniare. Dacă curentul absorbit de sarcină crește (adică rezistența consumatorului scade), sursa va diminua rapid valoarea curentului funrnizat. Avantajul acestei metode sunt pierderile mici de putere în cazul scurtcircuitului sau suprasarcinii. Ca dazavantaj, sursa nu va funcționa dacă sarcina necesită un curent mare la pornire.

Curba B – curent constant (Constant Current Limiting)
Dacă curentul absorbit de sarcină crește, sursa va menține un curent constant dar va diminua în același timp tensiunea furnizată la bornele consumatorului. În paralel cu această protecție sursa poate fi programată să se oprească dacă tensiunea de ieșire scade sub o anumită valoare. Pierderile de putere disipate în sursă și curentul mare prin consumator sunt printre dezavantajele metodei. Sursele cu acest tip de protecție pot fi în schimb folosite pentru pornirea sarcinilor non-liniare.

Curba C – protecție la depășirea puterii (Over Power Limiting)
După depășirea curentului maxim, puterea furnizată de sursă rămâne constantă. Dacă sarcină crește, tensiunea și curentul furnizat de sursă se modifică conform curbei C. Această protecție permite alimentarea sarcinilor cu consum non-liniar.