Effect van opstartweerstand van schakelende voeding
Bij de selectie van weerstanden in voedingscircuits met schakelmodus wordt niet alleen rekening gehouden met het stroomverbruik dat wordt veroorzaakt door de gemiddelde stroomwaarde in het circuit, maar ook met het vermogen om de maximale piekstroom te weerstaan. Een typisch voorbeeld is de vermogensbemonsteringsweerstand van een schakelende MOSFET, die in serie is geschakeld tussen de schakelende MOSFET en aarde. Over het algemeen is deze weerstandswaarde extreem klein en bedraagt de maximale spanningsval niet meer dan 2V. Het lijkt onnodig om een weerstand met hoog vermogen te gebruiken op basis van het stroomverbruik, maar gezien het vermogen om de maximale piekstroom van de schakelende MOSFET te weerstaan, is de stroomamplitude veel groter dan de normale waarde op het moment van opstarten. Tegelijkertijd is de betrouwbaarheid van de weerstand ook uiterst belangrijk. Als deze wordt geopend als gevolg van stroomstoten tijdens bedrijf, wordt er een pulshoge spanning gegenereerd die gelijk is aan de voedingsspanning plus de back-piekspanning tussen de twee punten op de printplaat waar de weerstand zich bevindt, en wordt deze afgebroken. Tegelijkertijd zal de geïntegreerde schakeling IC van het overstroombeveiligingscircuit ook kapot gaan. Om deze reden wordt voor deze weerstand doorgaans een metaalfilmweerstand van 2 W gekozen. In sommige schakelende voedingen worden 2-4 1W-weerstanden parallel gebruikt, niet om het gedissipeerde vermogen te vergroten, maar om betrouwbaarheid te bieden. Zelfs als één weerstand af en toe beschadigd raakt, zijn er nog verschillende andere om het optreden van open circuits in het circuit te voorkomen. Op dezelfde manier is de bemonsteringsweerstand van de uitgangsspanning van een schakelende voeding ook cruciaal. Zodra de weerstand open is, is de bemonsteringsspanning nul volt en geeft de PWM-chip een puls af die zijn maximale waarde bereikt, waardoor de uitgangsspanning van de schakelende voeding sterk toeneemt. Daarnaast zijn er stroombegrenzende weerstanden voor optocouplers (optocouplers) enzovoort.
Bij schakelende voedingen is het gebruik van weerstanden in serie gebruikelijk, niet om het stroomverbruik of de weerstandswaarde van weerstanden te verhogen, maar om het vermogen van weerstanden om piekspanning te weerstaan te verbeteren. Over het algemeen zijn weerstanden niet erg voorzichtig met hun weerstandsspanning. Weerstanden met verschillende vermogens- en weerstandswaarden hebben zelfs de hoogste bedrijfsspanning als indicator. Bij de hoogste bedrijfsspanning overschrijdt het stroomverbruik vanwege de hoge weerstand de nominale waarde niet, maar de weerstand zal ook kapot gaan. De reden is dat verschillende dunnefilmweerstanden hun weerstandswaarden regelen op basis van de dikte van de dunne film. Voor weerstanden met hoge weerstand wordt, nadat de dunne film is gesinterd, de lengte van de film verlengd door middel van groeven. Hoe hoger de weerstandswaarde, hoe hoger de groefdichtheid. Bij gebruik in hoogspanningscircuits treedt vonkontlading op tussen de groeven, waardoor weerstandsschade ontstaat. Daarom worden bij schakelende voedingen soms meerdere weerstanden opzettelijk in serie geschakeld om te voorkomen dat dit fenomeen optreedt. Bijvoorbeeld de startvoorspanningsweerstand in gewone zelfopgewekte schakelende voedingen, de weerstand van schakelbuizen die zijn aangesloten op DCR-absorptiecircuits in verschillende schakelende voedingen, en de toepassingsweerstand in het hoogspanningsgedeelte van voorschakelapparaten voor metaalhalogenidelampen.
PTC en NTC behoren tot thermische prestatiecomponenten. PTC heeft een grote positieve temperatuurcoëfficiënt, terwijl NTC een grote negatieve temperatuurcoëfficiënt heeft. De weerstands- en temperatuurkarakteristieken, de volt-ampèrekarakteristieken en de stroom- en tijdrelatie zijn compleet anders dan die van gewone weerstanden. Bij voedingen met schakelmodus worden PTC-weerstanden met een positieve temperatuurcoëfficiënt vaak gebruikt in circuits die onmiddellijke voeding vereisen. De PTC die wordt gebruikt in het voedingscircuit van het geïntegreerde circuit voor de bekrachtigingsaandrijving levert bijvoorbeeld een startstroom aan het geïntegreerde circuit voor de aandrijving met zijn lage weerstandswaarde op het moment van opstarten. Nadat de geïntegreerde schakeling een uitgangspuls tot stand heeft gebracht, wordt deze door de schakelschakeling van gelijkgerichte spanning voorzien. Tijdens dit proces sluit de PTC automatisch het startcircuit vanwege de stijging van de temperatuur en de weerstand veroorzaakt door de startstroom. De NTC-weerstand met negatieve temperatuurkarakteristiek wordt veel gebruikt als stroombegrenzende weerstand voor onmiddellijke invoer in schakelende voedingen, ter vervanging van traditionele cementweerstanden. Het bespaart niet alleen energie, maar vermindert ook de temperatuurstijging in de machine. Op het moment dat de schakelende voeding wordt ingeschakeld, is de initiële laadstroom van de filtercondensator extreem hoog en warmt de NTC snel op. Na het piekladen van de condensator neemt de NTC-weerstand af als gevolg van de temperatuurstijging. Onder normale werkstroomomstandigheden behoudt het zijn lage weerstandswaarde, waardoor het stroomverbruik van de hele machine aanzienlijk wordt verminderd.
Bovendien worden zinkoxidevaristoren ook vaak gebruikt in schakelvoedingscircuits. Zinkoxidevaristoren hebben een extreem snelle piekspanningsabsorptiefunctie. Het grootste kenmerk van varistoren is dat wanneer de spanning die erop wordt toegepast onder de drempelwaarde ligt, de stroom die er doorheen vloeit extreem klein is, wat overeenkomt met een gesloten klep. Wanneer de spanning de drempel overschrijdt, neemt de stroom die er doorheen vloeit sterk toe, wat overeenkomt met het openen van de klep. Door gebruik te maken van deze functie kan abnormale overspanning die vaak in het circuit voorkomt worden onderdrukt, waardoor het circuit wordt beschermd tegen overspanningsschade. Varistoren worden over het algemeen aangesloten op de netingang van schakelende voedingen en kunnen bliksemhoge spanningen absorberen die door het elektriciteitsnet worden veroorzaakt. Wanneer de netspanning te hoog is, spelen ze een beschermende rol.
