Диодный модуль может использоваться для развязки двух источников питания одного типа, которые подключены параллельно на выходной стороне для увеличения мощности или обеспечения резервирования.
Диодная защита для источника питания постоянного тока является важной частью системы управления. Сбой питания может привести к остановке процесса, что приведет к значительной потере дохода.
Для предотвращения незапланированных отключений часто используют резервные источники питания, то есть источники питания с их выходами, подключенными параллельно, где при отказе одного источника питания остается достаточно источников питания для подачи требуемого тока нагрузки.
Модули диодной защиты
Резервные источники питания также могут использоваться для увеличения текущей емкости в этом случае речь идет не о незапланированных отключениях, а о том, что один источник питания не может обеспечить требуемый ток нагрузки.
Для увеличения текущей мощности предпочтительны источники питания с “активным распределением нагрузки”. Это связано с тем, что источники питания взаимодействуют друг с другом и регулируют свои выходные напряжения так, чтобы каждый источник питания обеспечивал одинаковый ток.
Если используются два источника питания, каждый из них будет выдавать половину требуемого тока. Если используются три источника питания, каждый из них обеспечивает треть общего требуемого тока.
Без активного распределения нагрузки каждый источник питания должен быть отрегулирован таким образом, чтобы их выходные напряжения были одинаковыми, они должны поддерживаться при одинаковой температуре окружающей среды, а проводка между каждым источником питания и общей точкой должна быть одинаковой длины: всё это сложные условия для поддержания.
Независимо от причины использования резервных источников питания, обычной практикой является обеспечение диодной защиты последовательно с выходом каждого источника питания, чтобы неисправный источник питания не мог потреблять ток от любых работающих источников питания.
Если есть короткое замыкание на выходе источника питания, этот блок отключится, но он также может закоротить любые источники питания, подключенные параллельно, вызывая их отключение.
Диод на выходе каждого источника питания предотвращает это.
Использование диодов для изоляции источников питания, часто называемых “диодами Оринга”, имеет недостаток увеличения рассеиваемой мощности в шкафу управления.
На обычном диоде падение напряжение при протекании тока составляет примерно 0,7В. Это означает 0,7 Вт на 1 Ампер тока нагрузки. Если два резервных источника питания обеспечивают в общей сложности 10А, то диоды будут рассеивать 7 Вт в шкафу. Использование диодов Шоттки может снизить рассеиваемую мощность примерно до 4 Вт.
В любом случае, это рассеивание мощности нежелательно и повышает температуру окружающей пространства внутри шкафа. Иногда мостовые выпрямители используются потому, что они относительно недороги, рассчитаны на высокую рассеиваемую мощность и могут быть установлены непосредственно на стене шкафа, так что шкаф действует как теплоотвод.
При использовании диодов Оринг надежность вызывает беспокойство. Если диод выходит из строя в состоянии короткого замыкания, то защиты нет и напряжение от этого источника питания увеличивается на 0,7 В.
Если не используется активное распределение нагрузки, этот источник питания может попытаться обеспечить общий ток нагрузки. Если источники питания подключены параллельно для увеличения текущей емкости, то источник питания может перейти в состояние перегрузки по току и отключиться.
Если один из диодов Оринг выходит из строя в состоянии разомкнутой цепи, то резервирования больше нет и может произойти отключение оставшегося источника питания.
Одним из вариантов является использование активной диодной схемы. Они основаны на использовании MOSFET с дополнительной схемой вместо диода. Преимущество MOSFET заключается в очень низком сопротивлении включения, что значительно снижает рассеиваемую мощность.
Например, при 10А диод будет рассеивать 7 Вт, в то время как активная диодная схема на основе MOSFET может рассеивать всего 0,4 Вт. Очевидно, что это обеспечивает более низкую температуру окружающего пространства внутри шкафа, а также обеспечивает большую надежность.
