Alimentatori a commutazione - protezioni

I progettisti di alimentatori utilizzano differenti metodi di protezione contro cortocircuiti e sovraccarichi. Le protezioni devono proteggere l'alimentatore e il carico. I più comuni sono descritti qui di seguito.

Modalità singhiozzo (Hiccup mode) 

Questa è una protezione utilizzata molto spesso (ing. hiccup – singhiozzo) il cui vantaggio sono basse perdite di potenza dell'alimentatore in caso di sovraccarico o cortocircuito e ritorno automatico al funzionamento normale dopo la cessazione della causa di cortocircuito o sovraccarico.

Nel tempo A si verifica un sovraccarico o cortocircuito. L'alimentazione è scollegata. All'uscita si presenta un impulso di corrente di durata molto breve (ad esempio, 100 ms) e valore di fino al 150% della corrente massima. L'alimentatore invia questo impulso ogni pochi secondi finché la causa del sovraccarico o cortocircuito (B) cessa di esistere, quindi passa alla modalità di funzionamento normale. Nella maggior parte dei casi la soglia di intervento di questa protezione (arresto dell'alimentatore) è impostata al 110–150% della corrente nominale (I_out). Molto spesso questa modalità è integrata con la protezione termica. Se il carico richiede più corrente della corrente nominale, ma inferiore alla soglia di intervento della protezione, dopo un breve periodo di tempo si attiva la protezione termica, scollegando l'alimentazione e quindi l'alimentatore passa alla modalità hiccup finché la causa del sovraccarico cessa di esistere.

Curva A – limitazione della corrente (Foldback Current Limiting)
Questo tipo di protezione è usato anche negli alimentatori lineari. Il superamento della corrente massima (riduzione della resistenza di carico) è seguito dalla sua riduzione (diminuzione). In altre parole, se la resistenza di carico diminuisce, si riduce la corrente. Il vantaggio di questa soluzione è la bassa perdita di potenza dell'alimentatore in caso di sovraccarico o cortocircuito. Tuttavia, con questa soluzione, l'alimentatore non verrà avviato a un carico con elevata corrente di spunto (ad esempio, grande capacità).

Curva B – stabilizzazione della corrente (Constant Current Limiting)
Dopo aver superato la corrente massima (diminuito la resistenza di carico) l'alimentatore mantiene la corrente di uscita costante indipendentemente dal valore del sovraccarico, mentre diminuisce la tensione di uscita. È spesso usata anche la seconda protezione che disattiva l'alimentatore quando la tensione scende a pochi volt. Un grosso svantaggio di questo metodo è la grande perdita di potenza nell'alimentatore e una grande corrente che fluisce attraverso il carico e può causare danni. Questo tipo di protezione consente di avviare l'alimentatore a carichi di caratteristiche non lineari.

Curva C – limitazione della potenza (Over Power Limiting)
Dopo aver superato la corrente massima (riduzione della resistenza di carico) la potenza di uscita dell'alimentatore rimane costante. Con l'aumento del carico, la tensione e la corrente di uscita scendono in accordo con le caratteristiche C. Questo tipo di protezione consente di avviare l'alimentatore ai carichi di caratteristiche non lineari.