Effetto del resistore di avvio dell'alimentatore switching
La scelta dei resistori nei circuiti di alimentazione a commutazione non considera solo il consumo energetico causato dal valore medio della corrente nel circuito, ma anche la capacità di sopportare la corrente di picco massima. Un tipico esempio è il resistore di campionamento della potenza di un MOSFET di commutazione, che è collegato in serie tra il MOSFET di commutazione e la terra. Generalmente, questo valore di resistenza è estremamente piccolo e la caduta di tensione massima non supera i 2 V. Non sembra necessario utilizzare un resistore ad alta potenza in base al consumo energetico, ma considerando la capacità di sopportare la corrente di picco massima del MOSFET di commutazione, l'ampiezza della corrente è molto maggiore del valore normale al momento dell'avvio. Allo stesso tempo, anche l'affidabilità del resistore è estremamente importante. Se viene aperto a causa dell'impatto della corrente durante il funzionamento, verrà generato un impulso ad alta tensione pari alla tensione di alimentazione più la tensione di picco posteriore tra i due punti sul circuito stampato in cui è posizionato il resistore e verrà interrotto. Allo stesso tempo, anche il circuito integrato IC del circuito di protezione da sovracorrente verrà danneggiato. Per questo motivo, per questo resistore viene generalmente selezionato un resistore a film metallico da 2 W. In alcuni alimentatori a commutazione, i resistori da 2-4 1W vengono utilizzati in parallelo, non per aumentare la potenza dissipata, ma per garantire affidabilità. Anche se un resistore viene occasionalmente danneggiato, ce ne sono molti altri per evitare il verificarsi di circuiti aperti nel circuito. Allo stesso modo, anche la resistenza di campionamento della tensione di uscita di un alimentatore switching è cruciale. Una volta aperta la resistenza, la tensione di campionamento è pari a zero volt e il chip PWM emette un impulso che raggiunge il suo valore massimo, provocando un forte aumento della tensione di uscita dell'alimentatore switching. Inoltre, ci sono resistori di limitazione della corrente per fotoaccoppiatori (fotoaccoppiatori) e così via.
Negli alimentatori a commutazione, l'uso di resistori in serie è comune, non per aumentare il consumo energetico o il valore di resistenza dei resistori, ma per migliorare la capacità dei resistori di resistere alla tensione di picco. In generale, i resistori non prestano molta attenzione alla loro tensione di tenuta. Infatti, resistori con valori di potenza e resistenza diversi hanno come indicatore la tensione operativa più alta. Alla massima tensione operativa, a causa dell'elevata resistenza, il consumo energetico non supera il valore nominale, ma anche la resistenza si rompe. Il motivo è che vari resistori a film sottile controllano i propri valori di resistenza in base allo spessore del film sottile. Per i resistori ad alta resistenza, dopo che il film sottile è stato sinterizzato, la lunghezza del film viene estesa mediante scanalatura. Maggiore è il valore di resistenza, maggiore è la densità della scanalatura. Se utilizzato in circuiti ad alta tensione, si verificano scariche di scintille tra le scanalature, causando danni alla resistenza. Pertanto, negli alimentatori a commutazione, a volte diversi resistori vengono collegati intenzionalmente in serie per evitare che si verifichi questo fenomeno. Ad esempio, la resistenza di polarizzazione iniziale nei comuni alimentatori switching autoeccitati, la resistenza dei tubi di commutazione collegati ai circuiti di assorbimento DCR in vari alimentatori switching e la resistenza di applicazione nella parte ad alta tensione dei reattori delle lampade ad alogenuri metallici.
PTC e NTC appartengono ai componenti a prestazione termica. Il PTC ha un coefficiente di temperatura positivo elevato, mentre l'NTC ha un coefficiente di temperatura negativo elevato. Le sue caratteristiche di resistenza e temperatura, le caratteristiche di volt-ampere e la relazione tra corrente e tempo sono completamente diverse dai resistori ordinari. Negli alimentatori a commutazione, i resistori PTC con coefficiente di temperatura positivo sono comunemente utilizzati nei circuiti che richiedono un'alimentazione istantanea. Ad esempio, il PTC utilizzato nel circuito di alimentazione del circuito integrato del convertitore di eccitazione fornisce una corrente di avviamento al circuito integrato del convertitore con il suo basso valore di resistenza al momento dell'avvio. Dopo che il circuito integrato ha stabilito un impulso di uscita, viene quindi alimentato con tensione raddrizzata dal circuito di commutazione. Durante questo processo, il PTC chiude automaticamente il circuito di avviamento a causa dell'aumento di temperatura e resistenza causato dalla corrente di avviamento. Il resistore con caratteristica di temperatura negativa NTC è ampiamente utilizzato come resistore limitatore di corrente per l'ingresso istantaneo negli alimentatori a commutazione, in sostituzione dei tradizionali resistori in cemento. Non solo consente di risparmiare energia, ma riduce anche l'aumento di temperatura all'interno della macchina. Nel momento in cui viene acceso l'alimentatore switching, la corrente di carica iniziale del condensatore di filtraggio è estremamente elevata e l'NTC si riscalda rapidamente. Dopo il picco di carica del condensatore, la resistenza NTC diminuisce a causa dell'aumento della temperatura. In normali condizioni di corrente di lavoro, mantiene il suo basso valore di resistenza, riducendo notevolmente il consumo energetico dell'intera macchina.
Inoltre, i varistori all'ossido di zinco sono comunemente utilizzati anche nei circuiti di alimentazione a commutazione. I varistori all'ossido di zinco hanno una funzione di assorbimento della tensione di picco estremamente rapida. La caratteristica principale dei varistori è che quando la tensione applicata è al di sotto della soglia, la corrente che li attraversa è estremamente piccola, equivalente a una valvola chiusa. Quando la tensione supera la soglia, la corrente che la attraversa aumenta bruscamente, equivalente all'apertura della valvola. Utilizzando questa funzione, è possibile sopprimere la sovratensione anomala che spesso si verifica nel circuito, proteggendo il circuito dai danni da sovratensione. I varistori sono generalmente collegati all'ingresso di rete degli alimentatori a commutazione e possono assorbire l'alta tensione dei fulmini indotta dalla rete elettrica. Quando la tensione di rete è troppo elevata, svolgono un ruolo protettivo.
