Les concepteurs savent qu'en plus de fournir une tension continue (ou alternative) stable face aux changements de charge et de ligne, aux transitoires du système et aux écarts de bruit, une alimentation doit également pouvoir se protéger des défauts temporaires et permanents (internes ou externes). ) pour éviter d'endommager la charge.
La protection implique de nombreux aspects, et de nombreuses sources d'alimentation utilisent une combinaison d'entre eux :
La protection contre les surcharges (surintensité/court-circuit), y compris les fusibles classiques (connexions par fusible), protège l'alimentation si le chemin de charge court-circuite ou commence à absorber trop de courant. De nombreuses sources d'alimentation sont"auto-limitation" car ils ne peuvent fournir qu'une certaine quantité de courant, donc les fusibles ne sont pas nécessaires - mais ils sont nécessaires dans certaines situations réglementaires. Les fusibles standard sont"fusibles" (circuits ouverts) pour arrêter le passage du courant et donc nécessiter un remplacement manuel ; Cela peut être un problème dans certains cas, mais un avantage dans d'autres. Il existe également des fusibles électroniques, qui peuvent se réinitialiser automatiquement.
La limitation de courant et la protection de retour de courant sont des extensions de la protection contre les surcharges. Si la charge absorbe le courant de l'alimentation au-delà de la limite de conception, la rétraction du courant réduit le courant de sortie et la tension associée à des valeurs inférieures à la limite de fonctionnement normale. Dans les cas extrêmes, si la charge court-circuitait, le courant serait limité à une petite fraction du maximum et la tension de sortie serait évidemment nulle.
Figure 1 : L'alimentation passe par différents modes lorsqu'elle passe de l'arrêt à la pleine marche et inversement ; Pendant ce temps, si la tension d'entrée de l'alimentation est inférieure au minimum requis pour un fonctionnement normal, l'UVLO peut s'assurer que l'alimentation fournit une sortie sans tenter de l'allumer. (Crédit image : Texas Instruments)
Protection contre les surtensions (OVP) - Si un défaut interne dans l'alimentation fait monter sa tension de sortie au-dessus du maximum spécifié, le circuit OVP est en place pour protéger la charge contre les dommages. Lorsque la tension dépasse un niveau prédéfini, l'OVP coupe l'alimentation ou bloque la sortie. Les circuits OVP sont souvent appelés" pied de biche" circuits, probablement parce qu'ils fonctionnent de la même manière que de placer un pied-de-biche en métal à chaque extrémité d'une puissance de sortie. Le circuit du pied de biche est mieux conçu indépendamment de la source d'alimentation elle-même.
Un type de circuit de pied de biche est réinitialisé uniquement lorsque l'alimentation est coupée. L'autre type est qu'il se réinitialise automatiquement une fois le défaut de tension de sortie résolu. Ce dernier type est utile lorsque la situation provoquant le déclenchement du pied de biche est brève plutôt qu'une grave panne de courant. Bien que la plupart des alimentations soient désormais livrées avec un pied de biche intégré, de nombreux fournisseurs proposent un petit circuit de pied de biche autonome qui peut être ajouté à une alimentation existante selon les besoins.
Protection contre les surcharges thermiques - Une surcharge thermique peut se produire si le mode de refroidissement de l'alimentation n'est pas conçu correctement ou ne peut pas être utilisé (par exemple, arrêts de ventilateur, blocage de flux d'air). À ce stade, l'alimentation peut dépasser sa valeur de température nominale, ce qui peut sérieusement raccourcir sa durée de vie et peut même provoquer une panne immédiate. La solution est simple : installez un circuit de détection de température à l'intérieur ou à proximité de l'alimentation. Si l'alimentation dépasse la limite prédéfinie, l'alimentation est mise en mode statique ou arrêt. Certains disjoncteurs thermofusibles rétablissent automatiquement le courant si la température baisse, d'autres non.
Protection de connexion inversée - Si la charge est connectée en sens inverse (sortie de puissance positive vers le rail de charge négatif et vice versa), la protection de connexion inversée empêche le flux de courant et met la tension à zéro. Cette protection est particulièrement appréciée dans les applications où la batterie est déconnectée puis reconnectée, comme dans les voitures ou les applications où la batterie ou son connecteur ne sont pas verrouillés.
Les dispositifs de protection pratiques comprennent un rhéostat à oxyde métallique (MOV), une thermistance à coefficient de température positif (PTC), une diode de suppression de tension transitoire (TVS), un tube à décharge gazeuse (GDT) et des fusibles à récupération automatique en polymère PTC.
La question de savoir quoi protéger, quoi prévenir et comment le faire n'est pas aussi simple qu'il y paraît. Quels types de protection devons-nous ajouter à l'alimentation électrique ? Comme d'habitude, la réponse est"dépend de" sur l'alimentation elle-même, la charge et le système. Des circuits intégrés (y compris les convertisseurs et les régulateurs) aux modules plus grands et même aux dispositifs châssis/ouverts, de nombreuses alimentations et fonctionnalités associées sont incluses dans certains d'entre eux, mais vous devrez peut-être en ajouter d'autres.
Quelle est votre protection d'alimentation préférée? Quels types de protection avez-vous ajoutés à l'alimentation, encore une fois par bon jugement technique ou par essais et erreurs ?