Заштита од поднапона (УВП) прекидачког напајања је кључна безбедносна карактеристика. Његове главне функције могу се сумирати на следећи начин:
О, Заштитите само напајање и његове компоненте:
Спречавање оштећења од прекомерне струје на уређајима за напајање: Када је улазни напон пренизак, да би се одржао стабилан излазни напон, прекидачки извор напајања (посебно ПВМ контролер) ће покушати да надокнади повећањем-времена укључивања (радног циклуса) или фреквенције цеви прекидача. Ово ће довести до значајног повећања струје која тече кроз цев прекидача (МОСФЕТ/ИГБТ), исправљачку диоду, индуктор, трансформатор и друге уређаје за напајање. Дуготрајна-велика струја ће довести до прегревања ових компоненти и евентуалног изгоревања.
Спречавање засићења језгра: У топологијама као што су повратак и напред, промена флукса (ΔБ) трансформатора или индуктора је пропорционална улазном напону и времену укључења-. Када је улазни напон пренизак, контролер ће продужити-време укључивања да би одржао излаз. Предуго укључење- може довести до засићења језгра трансформатора или индуктора. Једном засићена, индуктивност нагло опада, узрокујући неконтролисано повећање струје (ограничено само отпором линије), што резултира огромним тренутним скоком струје који може лако оштетити прекидач.
Одржавање стабилности контролне петље: Екстремно низак улазни напон може довести до квара у контролној петљи извора напајања (као што је ПВМ компаратор) или улазак у неочекивано стање, што резултира абнормалним излазом или оштећењем компоненте.
Б, Заштитите извор уноса:
Спречавање дубоког пражњења батерије: Када се прекидачки извор напајања напаја из батерије (као што је оловна{0}}киселинска батерија или литијумска батерија), заштита од поднапона одмах искључује оптерећење како би спречила да напон батерије падне пренизак. Дубоко пражњење батерије може озбиљно да угрози перформансе (смањење капацитета и скраћивање животног века), па чак и да изазове неповратна оштећења (посебно за литијумске батерије, што потенцијално представља безбедносни ризик).
Смањење оптерећења слабих електроенергетских мрежа: У сценаријима у којима је напон мреже нестабилан или је напајање слабо у удаљеним областима, ако напајање настави да ради на прениском напону, повући ће више струје из ионако слабе мреже, што може додатно смањити напон мреже, формирајући зачарани круг, утичући на другу опрему, па чак и узроковати да уређаји за заштиту мреже раде (као што је окидање). Заштита од поднапона искључује оптерећење на време, помажући да се одржи стабилност мреже.
Ц, Заштитите уређаје за накнадно учитавање:
Спречавање ненормалног рада или оштећења: Док заштита од поднапона првенствено штити само напајање, она такође индиректно штити низводне уређаје. Када је улазни напон пренизак, напајање можда неће моћи стабилно да произведе потребан напон и снагу, што доводи до пада излазног напона, повећаног таласања или абнормалних флуктуација. Ово нестабилно напајање може довести до квара електронских уређаја (као што су микропроцесори, драјвери мотора и дисплеја), губитак података, ресетовање или чак оштећење. Правовремено искључивање излазне струје може спречити рад уређаја за оптерећење у неповољним условима напајања.
Д, Спречавање штуцања:
Без заштите од поднапона, када је улазни напон критично низак, напајање може више пута покушавати да се покрене (јер је напон једва довољно висок да покрене струјно коло). Међутим, када почне да ради под оптерећењем, улазни напон се повлачи још ниже, што доводи до тога да се напајање штити или искључује. Након искључивања, улазни напон поново расте, а напајање покушава да се поново покрене, понављајући овај циклус, стварајући феномен "штуцања". Овај чест циклус покретања{3}}заустављања не само да може да оштети компоненте напајања, већ и да доведе до сталног укључивања и искључивања низводних оптерећења, што је веома штетно. Поднапонска заштита спречава ову осцилацију постављањем јасног прага искључивања (обично са одређеном хистерезом).
Укратко, основна улога заштите од поднапона прекидачког напајања је попут „чувара безбедности“:
Интерно (само напајање):Спречава високу струју, прегревање и магнетно засићење узроковано ниским улазним напоном, чиме штити кључне уређаје за напајање (прекидаче, диоде, магнетне компоненте) од оштећења.
Екстерни (извор улаза):Спречите дубоко пражњење и оштећење батерије напајања и избегавајте повлачење слабе електричне мреже.
За следећу фазу (оптерећење):Спречите рад опреме за оптерећење у нестабилним или недовољним условима напајања како бисте смањили ризик од квара.
За цео систем:Обезбедите јасну и стабилну тачку искључивања како бисте спречили осциловање (штуцање) система испод критичног напона и обезбедили понашање које се може контролисати у условима квара.
Због тога је заштита од поднапона основни сигурносни механизам у дизајну прекидачког напајања, кључан за побољшање поузданости напајања, издржљивости и укупне стабилности система. Његов праг (напон при којем се активира заштита) и напон хистерезе (напон при којем се рад враћа) захтевају пажљив дизајн на основу специфичне примене (тип улазног извора и карактеристике оптерећења).
