ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПОВЫШЕННОГО ИЛИ ПОНИЖЕННОГО ВХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ИМПУЛЬСНОМ ИСТОЧНИКЕ ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Authors: Бобылкин И.С. , Иванов А.В. , Кузёмкин А.А. , Кисленков Д.А. 
Published: January 2025

ограничение входного напряжения в импульсном вторичном источнике питания (ВИП) (так же называемом модуль электропитания) необходимо для обеспечения его стабильного и надёжного функционирования. Узел ограничения входного напряжения защищает источник от скачков напряжения по входу, которые могут возникнуть из-за нестабильности сети или переходных процессов. Ограничение по входному напряжению, как правило, применяют в маломощных преобразователях постоянного тока (DC/DC), использующих аккумуляторные батареи в качестве первичного источника питания (ПИП). Это связано с тем, что напряжение аккумуляторной батареи, в процессе ее эксплуатации под нагрузкой, уменьшается. Низкой величины напряжения на входе источника питания может не хватить для запуска микросхемы, управляющей силовым контуром модуля с помощью сигнала широтно-импульсной модуляции (ШИМ). В иных случаях, когда напряжение питания на входе превышает допустимую величину, это может привести к некорректной работе источника питания, одним из признаков которой является возникновение кратковременных колебаний напряжения по выходу. Как правило, в этот момент срабатывает внутренняя схема защиты модуля от перенапряжения или от перегрузки по току. Она будет действовать до того момента, пока напряжение на входе не войдет в допустимый рабочий диапазон. Для защиты источника питания от повышенного или пониженного напряжения на входе предложен способ идентификации величины напряжения с помощью простого функционального узла, состоящего из нескольких электрических схем, основанных на распространенных электрорадиоизделиях (ЭРИ). Проведен теоретический расчет и выполнено моделирование в SPICE симуляторе Multisim. Путем подачи различных импульсов типа 5 по стандарту ISO7637 (тесты кондуктивной помехозащищенности) продемонстрирована эффективная работа схемы защиты как от кротких импульсов напряжением до 80 В и длительностью 120 мс, так и от более длительных, амплитудой до 70 В и длительностью 500 мс. Использование комбинации устройства защиты и импульсного ВИП позволяет сэкономить пространство и снизить затраты на реализацию изделия
limiting the input voltage in a pulse secondary power supply (PSS) (also called a power supply module) is necessary to ensure its stable and reliable operation. The input voltage limiting unit protects the source from voltage surges at the input, which may occur due to network instability or transient processes. Input voltage limiting is usually used in low-power DC/DC converters that use batteries as the primary power source (PPS). This is due to the fact that the battery voltage decreases during its operation under load. A low voltage value at the input of the power supply may not be enough to start the microcircuit that controls the power circuit of the module using a pulse-width modulation (PWM) signal. In other cases, when the supply voltage at the input exceeds the permissible value, this may lead to incorrect operation of the power supply, one of the signs of which is the occurrence of short-term voltage fluctuations at the output. As a rule, at this moment the internal protection circuit of the module from overvoltage or overcurrent is triggered. It will operate until the input voltage enters the permissible operating range. In this article, a method for identifying the voltage value using a simple functional unit consisting of several electrical circuits based on common electronic radio products is proposed to protect the power supply from increased or decreased input voltage. Theoretical calculations were performed and simulation was performed in the SPICE simulator Multisim. By applying various pulses, type 5 according to the ISO7637 standard (conductive noise immunity tests), the effective operation of the protection circuit was demonstrated both from short pulses with a voltage of up to 80 V and a duration of 120 ms, and from longer ones, with an amplitude of up to 70 V and a duration of 500 ms. The use of a combination of a protection device and a pulse PSS allows saving space and reducing the cost of implementing the product