Projektanti vedia, že okrem zabezpečenia stabilného jednosmerného (alebo striedavého) napätia tvárou v tvár zmenám zaťaženia a vedenia, prechodom systému a odchýlkam hluku musí byť napájanie schopné chrániť sa aj pred dočasnými a trvalými poruchami (vnútornými alebo vonkajšími), aby sa zabránilo poškodeniu zaťaženia.
Ochrana zahŕňa mnoho aspektov a mnohé zdroje energie používajú ich kombináciu:
Ochrana proti preťaženiu (cez prúd/skrat) vrátane klasických posádok (poistkových prípojok) poskytuje ochranu napájania, ak dráha zaťaženia šortkuje alebo začne absorbovať príliš veľa prúdu. Mnohé zdroje energie sú "samoobmedzujúce", pretože môžu dodávať len určité množstvo prúdu, takže poistky nie sú potrebné - ale v niektorých regulačných situáciách sú potrebné. Štandardné poistky sú "poistky" (otvorené obvody) na zastavenie prietoku prúdu, a preto vyžadujú manuálnu výmenu; V niektorých prípadoch to môže byť problém, ale v iných výhoda. K dispozícii sú aj elektronické poistky, ktoré sa môžu automaticky resetovať.
Súčasné obmedzenie a súčasná ochrana pred návratom sú rozšírením ochrany proti preťaženiu. Ak zaťaženie absorbuje prúd z napájacieho zdroja nad konštrukčný limit, zaťahovanie prúdu znižuje výstupný prúd a súvisiace napätie na hodnoty pod normálnym prevádzkovým limitom. V extrémnych prípadoch, ak by sa zaťaženie skrátilo, prúd by bol obmedzený na malý zlomok maxima a výstupné napätie by bolo samozrejme nulové.
Obrázok 1: Výkon prechádza rôznymi režimami, keď prechádza z vypnutia do plného zapnutia azadu; Počas tejto doby, ak je vstupné napätie napájacieho zdroja nižšie ako minimum potrebné pre normálnu prevádzku, UVLO môže zabezpečiť, aby napájanie poskytovalo výstup bez toho, aby sa ho pokúsilo zapnúť. (Ilustračné foto: Texas Instruments)
Ochrana pred prepäťou (OVP) - Ak vnútorná porucha napájacieho zdroja spôsobí, že jeho výstupné napätie stúpa nad určené maximum, obvod OVP je na mieste na ochranu zaťaženia pred poškodením. Keď napätie prekročí prednastavenú úroveň, OVP vypne napájanie alebo upína výstup. Obvody OVP sa často označujú ako obvody "páčidla", pravdepodobne preto, že fungujú rovnakým spôsobom ako umiestnenie kovového páčidla na každom konci výkonového výkonu. Obvod páčidla je najlepšie navrhnutý nezávisle od samotného zdroja napájania.
Jeden typ obvodu páčidla sa resetuje len vtedy, keď je napájanie vypnuté. Druhým typom je, že sa automaticky resetuje po vyčistení poruchy výstupného napätia. Druhý typ je užitočný, keď je situácia spôsobujúca cestu páčidlom skôr krátka ako vážne zlyhanie napájania. Hoci väčšina napájacích zdrojov teraz prichádza s vstavaným páčidlom, mnohí dodávatelia ponúkajú malý samostatný obvod páčidla, ktorý je možné podľa potreby pridať k existujúcemu zdroju napájania.
Ochrana proti tepelnému preťaženiu - Tepelné preťaženie sa môže vyskytnúť, ak režim chladenia napájacieho zdroja nie je správne navrhnutý alebo sa nedá použiť (napr. zastávky ventilátora, bloky prúdenia vzduchu). V tomto čase môže napájanie prekročiť menovitú hodnotu teploty, čo môže vážne skrátiť jeho životnosť a dokonca spôsobiť okamžitú poruchu. Riešenie je jednoduché: nastavte obvod na snímanie teploty vo vnútri alebo v blízkosti zdroja napájania. Ak napájací zdroj prekročí prednastavený limit, napájací zdroj sa zaradí do statického alebo vypnutého režimu. Niektoré ističe s roztavením za tepla automaticky obnovia energiu, ak teplota klesne, iné nie.
Ochrana spätného pripojenia - Ak je zaťaženie nepriamo pripojené (kladný výkon k zápornej nosnej lište a naopak), ochrana spätného pripojenia zabraňuje prietoku prúdu a vynuluje napätie. Táto ochrana je obzvlášť populárna v aplikáciách, kde je batéria odpojená a potom znova pripojená, napríklad v automobiloch alebo aplikáciách, kde batéria alebo jej konektor nie je uzamknutý.
Praktické ochranné zariadenia zahŕňajú reostat oxidu kovu (MOV), termistor s kladným teplotným koeficientom (PTC), diódu s prechodným potlačením napätia (TVS), plynovú vypúšťaciu trubicu (GDT) a polymérne samonaberajúce poistky PTC.
Otázka, čo chrániť, čomu predchádzať a ako to urobiť, nie je taká jednoduchá, ako sa zdá. Aké typy ochrany potrebujeme pridať do napájania? Ako zvyčajne, odpoveď je "závisí" od samotného napájania, zaťaženia a systému. Od iCS (vrátane konvertorov a regulátorov) až po väčšie moduly a dokonca aj šasi / otvorené zariadenia, v niektorých z nich sú zahrnuté mnohé napájacie zdroje a súvisiace funkcie, ale možno budete musieť pridať ďalšie.
Aká je vaša preferovaná ochrana energie? Aké typy ochrany ste pridali do napájania, opäť z dobrého technického úsudku alebo mimo pokusu a omylu?