Эффект пускового резистора импульсного источника питания
При выборе резисторов в схемах импульсных блоков питания учитывается не только потребляемая мощность, обусловленная средним значением тока в цепи, но и способность выдерживать максимальный пиковый ток. Типичным примером является резистор выборки мощности переключающего МОП-транзистора, который включен последовательно между переключающим МОП-транзистором и землей. Как правило, это значение сопротивления чрезвычайно мало, а максимальное падение напряжения не превышает 2 В. Кажется ненужным использовать резистор большой мощности исходя из потребляемой мощности, но учитывая способность выдерживать максимальный пиковый ток переключающего МОП-транзистора, амплитуда тока значительно превышает нормальное значение в момент запуска. При этом надежность резистора также крайне важна. Если он разомкнется из-за воздействия тока во время работы, то между двумя точками на печатной плате, где расположен резистор, возникнет импульс высокого напряжения, равный напряжению питания плюс обратное пиковое напряжение, и он пробьется. В то же время интегральная схема схемы защиты от перегрузки по току также выйдет из строя. По этой причине для этого резистора обычно выбирают металлопленочный резистор мощностью 2 Вт. В некоторых импульсных источниках питания резисторы 2-4 1W используются параллельно не для увеличения рассеиваемой мощности, а для обеспечения надежности. Даже если один резистор случайно выйдет из строя, во избежание возникновения обрывов в цепи следует использовать несколько других. Точно так же решающее значение имеет сопротивление выборки выходного напряжения импульсного источника питания. Как только сопротивление разомкнуто, напряжение выборки равно нулю, и микросхема ШИМ выдает импульс, достигающий максимального значения, вызывая резкое увеличение выходного напряжения импульсного источника питания. Кроме того, существуют токоограничивающие резисторы для оптопар (оптопар) и так далее.
В импульсных источниках питания обычно используются последовательные резисторы не для увеличения потребляемой мощности или значения сопротивления резисторов, а для улучшения способности резисторов выдерживать пиковое напряжение. В общем, резисторы не очень осторожны в отношении выдерживаемого напряжения. Фактически резисторы с разной мощностью и сопротивлением имеют в качестве показателя наибольшее рабочее напряжение. При максимальном рабочем напряжении из-за высокого сопротивления его потребляемая мощность не превышает номинального значения, но сопротивление также пробивается. Причина в том, что различные тонкопленочные резисторы контролируют значения своего сопротивления в зависимости от толщины тонкой пленки. Для резисторов с высоким сопротивлением после спекания тонкой пленки длина пленки увеличивается за счет канавок. Чем выше значение сопротивления, тем выше плотность канавок. При использовании в цепях высокого напряжения между канавками возникает искровой разряд, вызывающий повреждение сопротивления. Поэтому в импульсных источниках питания иногда намеренно соединяют несколько резисторов последовательно, чтобы предотвратить возникновение этого явления. Например, пусковое сопротивление смещения в обычных самовозбуждающихся импульсных источниках питания, сопротивление переключающих трубок, подключенных к цепям поглощения ДЦР в различных импульсных источниках питания, а также прикладное сопротивление в высоковольтной части балластов металлогалогенных ламп.
PTC и NTC относятся к компонентам с термическими характеристиками. PTC имеет большой положительный температурный коэффициент, а NTC — большой отрицательный температурный коэффициент. Его сопротивление и температурные характеристики, вольт-амперные характеристики, а также зависимость тока и времени полностью отличаются от обычных резисторов. В импульсных источниках питания резисторы PTC с положительным температурным коэффициентом обычно используются в цепях, требующих мгновенного питания. Например, ПТК, используемый в цепи питания интегральной схемы привода возбуждения, обеспечивает пусковой ток для интегральной схемы привода с его низким значением сопротивления в момент запуска. После того как интегральная схема формирует выходной импульс, схема переключателя подает на нее выпрямленное напряжение. Во время этого процесса ПТК автоматически замыкает пусковую цепь из-за повышения температуры и сопротивления, вызванного пусковым током. Характеристический резистор NTC с отрицательной температурой широко используется в качестве токоограничивающего резистора для мгновенного ввода в импульсных источниках питания, заменяя традиционные цементные резисторы. Это не только экономит энергию, но и снижает повышение температуры внутри машины. В момент включения импульсного источника питания начальный зарядный ток фильтрующего конденсатора чрезвычайно велик, и NTC быстро нагревается. После пиковой зарядки конденсатора сопротивление NTC уменьшается из-за повышения температуры. При нормальных условиях рабочего тока он сохраняет низкое значение сопротивления, что значительно снижает энергопотребление всей машины.
Кроме того, варисторы на основе оксида цинка также широко используются в цепях импульсных источников питания. Варисторы из оксида цинка обладают чрезвычайно быстрой функцией поглощения пикового напряжения. Самая большая особенность варисторов заключается в том, что когда приложенное к ним напряжение ниже порогового значения, ток, протекающий через них, чрезвычайно мал, что эквивалентно закрытому клапану. Когда напряжение превышает порог, ток, протекающий через него, резко возрастает, что эквивалентно открытию клапана. Используя эту функцию, можно подавить аномальное перенапряжение, которое часто возникает в цепи, защищая цепь от повреждения из-за перенапряжения. Варисторы обычно подключаются к сетевому входу импульсных источников питания и могут поглощать высокое напряжение молнии, наведенное электросетью. При слишком высоком сетевом напряжении они играют защитную роль.
