Làm thế nào để ngăn một tải cảm kháng làm hỏng nguồn điện của bạn?
Tải điện trở (Resistive loads) hoạt động dễ dàng trên nguồn điện DC. Khi bạn tắt nguồn, dòng điện nhanh chóng đạt giá trị 0 và sẽ không có thiệt hại nào xuất hiện.
Tuy nhiên, tải cảm kháng (Inductive loads) là một vấn đề khác. Nếu bạn đang sử dụng nguồn điện DC để cung cấp điện cho động cơ DC, điện trở, quạt, rờ-le và các loại tải cảm kháng khác...bạn sẽ cần một số biện pháp bảo vệ mạch. Nếu không có các biện pháp bảo vệ cụ thể, nguồn điện của bạn sẽ bị hỏng do điện áp cao từ các thiết bị này.
Hình 1 cho thấy một tải cảm ứng được kết nối với nguồn điện DC. Khi nguồn điện được bật, dòng điện chạy qua cuộn dây và từ trường hình thành xung quanh cuộn cảm. Từ trường đó là một nguồn thế năng.
Khi nguồn điện bị tắt đi và không còn cung cấp dòng điện nữa, từ trường sẽ mất ổn định, và vùng này sẽ tạo ra một dòng điện chạy theo hướng ngược lại. Hiện tượng này sẽ giống như thể bạn đã kết nối một cục pin (được hiển thị bằng màu xanh lam trong Hình 1) có cực tính ngược lại so với đầu vào của bộ nguồn. Điện áp này được gọi là "Điện áp fly-back" hoặc "Back-EMF".
"Điện áp fly-back" có thể có giá trị cao hơn nhiều so với điện áp nguồn cung cấp ban đầu cho tải cảm kháng. Ngay cả khi bạn cấp nguồn cho tải cảm kháng chỉ 12 V hoặc 24 V, "điện áp fly-back" có thể lên đến vài trăm, vài nghìn vôn. Điện áp này bằng L, độ cảm kháng của tải nhân với di / dt, tức là tốc độ thay đổi của dòng điện theo thời gian. Dòng điện thay đổi càng nhanh thì điện thế càng cao.
Một cách để bảo vệ nguồn điện của bạn khỏi "điện áp fly-back" có giá trị cao khi chạy tải cảm kháng hoặc tải có năng lượng dự trữ có thể được đẩy trở lại nguồn điện là sử dụng mạng diode bảo vệ ở đầu ra của nguồn điện. Điều này cũng được thể hiện trong Hình 1.
Để tránh làm hỏng nguồn điện do điện áp từ tải cảm kháng, hãy kết nối một diode đối song song (được đánh giá lớn hơn điện áp và dòng điện ở đầu ra của nguồn cung cấp) trên đầu ra. Nối cực âm với ngõ ra dương và cực dương với ngõ ra âm. Khi quá độ tải dương, chẳng hạn như "Back-EMF" từ động cơ có thể xảy ra hoặc nguồn năng lượng dự trữ như pin, bạn nên sử dụng một diode chặn thứ hai mắc nối tiếp với đầu ra để bảo vệ nguồn điện.
Đảm bảo rằng các thành phần đã chọn được đánh giá thích hợp để điện cảm và năng lượng được tiêu tán. Giá trị định mức của điện áp ngược đỉnh tối thiểu phải bằng hai lần điện áp đầu ra tối đa của bộ nguồn. Giá trị định mức của dòng điện chuyển tiếp liên tục phải tối thiểu bằng 1.5 lần so với dòng điện đầu ra tối đa của bộ nguồn. Trong một số trường hợp, một bộ tản nhiệt có thể được yêu cầu để tiêu tán công suất do dòng điện gây ra.
Liên hệ với Peritec để được giải đáp những thắc mắc về các thiết bị nguồn điện AC, DC của AMETEK Programmable Power.
