Perlindungan peralatan elektronik daripada impuls voltan tinggi dalam rangkaian. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Pereka amatur radio

 Komen artikel

Penulis memperkenalkan masalah yang kurang diketahui oleh kebanyakan pembaca - melindungi peralatan rumah tangga daripada denyutan voltan voltan tinggi tunggal (lebih daripada 400 V) dalam rangkaian bekalan 220 V, bercakap tentang pilihan untuk pelaksanaannya, dan melaporkan tentang komponen peranti pelindung yang dihasilkan secara industri. .

Kehadiran denyutan voltan mencapai 220 V atau lebih dalam rangkaian bekalan AC 50 V x 1000 Hz bukanlah perkara baru untuk pakar. Bagi pelbagai pengguna elektrik, impuls ini adalah satu pendedahan. Artikel itu mempertimbangkan kemungkinan untuk melindungi peralatan daripada denyutan yang berlaku dalam rangkaian dengan tempoh dari persepuluh mikrosaat hingga beberapa milisaat. Lonjakan voltan yang lebih panjang - lebih daripada separuh kitaran sinusoid dengan frekuensi 50 Hz - dihapuskan dengan cara lain yang tidak dibincangkan di sini. Sebab-sebab penampilan denyutan ini berbeza dan diterangkan dalam kesusasteraan, contohnya, dalam [1].

Tenaga denyutan voltan tinggi dalam rangkaian bekalan boleh mencapai beberapa kilojoule. Kaedah yang diketahui dan digunakan secara meluas untuk mengurangkan bunyi impuls dalam litar kuasa menggunakan penapis LC dan RC, skrin antara belitan pengubah rangkaian, dan kaedah lain selalunya tidak memberikan pengurangan tenaga denyutan yang diperlukan pada pin bekalan kuasa litar mikro. Adalah diperhatikan bahawa denyutan dengan tenaga sehingga satu milijoule sebenarnya mencapai litar mikro, yang cukup mampu melumpuhkan peralatan.

Kaedah lain yang diketahui untuk mengehadkan tahap denyutan dalam pelbagai litar peralatan elektronik, khususnya, pada panel elektrik rangkaian pengedaran, melibatkan penggunaan peranti pelepasan gas dan semikonduktor. Peranti pelepasan gas, dalam praktiknya lebih kerap dipanggil jurang percikan, tidak selalu memberikan hasil yang diperlukan kerana kelajuannya yang agak rendah dan agak menyusahkan.

Peranti semikonduktor yang digunakan secara meluas untuk mengurangkan hingar sementara termasuk varistor oksida logam, peranti semikonduktor tujuan am, dan penindas voltan semikonduktor khas. Varistor adalah perintang dengan ciri voltan arus tak linear yang tajam, rintangannya berkurangan dengan ketara dengan peningkatan voltan yang dikenakan. Peranti semikonduktor tujuan am bermaksud diod zener, diod berdenyut dan dengan penghalang Schottky, defensor.

Untuk pengehad voltan semikonduktor khas, yang akan dibincangkan di bawah, ciri voltan semasa adalah serupa dengan diod zener. Perbezaan utama mereka daripada diod zener dan peranti semikonduktor tujuan am lain adalah keupayaan untuk menghilangkan kuasa berdenyut yang besar. Varistor moden, lebih rendah sedikit daripada pengehad yang dipertimbangkan dari segi masa tindak balas, bersaing dengan mereka dari segi kebolehkilangan dan kos. Walau bagaimanapun, ciri varistor merosot untuk beberapa lama selepas terdedah kepada setiap nadi gangguan. Pembatas semikonduktor tidak mempunyai fenomena ini. Memandangkan untuk melindungi peralatan elektronik, peranti dengan kelajuan maksimum dan ciri kestabilan diperlukan, mereka harus diberi keutamaan.

Pada awal 90-an, GSI (AS) menghasilkan lebih seribu jenis pengehad voltan semikonduktor dengan kuasa nadi maksimum yang dibenarkan sehingga 60 kW dan voltan mengehadkan 0,7 hingga 3000 V. Pada masa ini, pengehad serupa dengan kuasa sehingga 30 kW juga dihasilkan dalam CIS untuk voltan dalam 3 ... 1000 V.

Prinsip operasi pengehad ialah membuka simpang pn tertutupnya jika voltan terbalik yang dikenakan padanya melebihi paras ambang. Dalam erti kata lain, pengehad berkelakuan sama dengan diod zener, bagaimanapun, ciri proses lavion terowong di dalamnya ialah hanya pembawa majoriti yang membawa caj, jadi tiada pengumpulan pembawa minoriti yang tidak diingini. Ini terutamanya disebabkan oleh kelajuan tinggi pengehad.

Ciri voltan semasa (CVC) pengehad ditunjukkan dalam Rajah. 1. Seperti diod zener, ia tidak simetri.

Untuk mengehadkan impuls kedua-dua tanda, adalah mudah untuk menyambungkan dua penghad secara berturut-turut secara bersiri. Ciri voltan semasa pasangan sedemikian adalah simetri (Rajah 2).

Pengehad voltan semikonduktor yang dihasilkan secara komersial biasanya dinilai berdasarkan ciri-ciri berikut:

• Rmp maks - nadi maksimum yang dibenarkan pelesapan kuasa untuk bentuk tertentu dan kitaran tugas (K3) denyutan dan suhu ambien Tacr.av. maks nadi, dengan tempoh hadapan 1 μs dan K10 kurang daripada 3%, memastikan bahawa pelesapan kuasa purata yang dibenarkan oleh kotak kristal atau peranti tidak melebihi;
• Irev max - arus maksimum terbalik yang mengalir pada voltan terbalik maksimum;
• Urev max - voltan maksimum terbalik, yang tidak boleh melebihi nilai operasi (voltan kendalian tidak boleh dihadkan dalam kes ini); nilai UobP max biasanya diambil bersamaan dengan 0,8 voltan pembukaan peranti;
• Uopen dan Iopen - voltan dan arus pembukaan peranti, sepadan dengan titik infleksi pada cawangan kerja ciri voltan semasa;
• Ulimit. imp - voltan mengehad - voltan terbalik nadi pada nilai maksimum arus nadi mengehadkan, bergantung pada kuasa nadi lesap maksimum yang dibenarkan;
• Ipr.imp.max - arus maksimum denyut terus - arus ke hadapan yang dibenarkan pada bentuk tertentu, faktor isian dan suhu ambien;
• Upr.imp.max - penurunan voltan maksimum denyut terus merentasi pengehad pada Ipr.imp.max semasa;
• Cogr - pekali had sama dengan nisbah Ulim. imp maks / Uopen; Kogr berbeza daripada kira-kira 1,3 pada kuasa nadi maksimum Rimp max kepada 1,2 pada 0,5 Rimp max;
• tan - masa suis semasa peranti dibuka dalam arah bertentangan (untuk pengehad simetri tan < 10-9 s).

Mengikut nilai ciri-ciri ini, pengguna boleh memilih pengehad voltan yang diperlukan untuk melindungi peralatan elektronik. Pengehad simetri (dua lengan) disambungkan ke rangkaian AC selari dengan muatan. Dalam mod biasa rangkaian, kedua-dua lengannya ditutup dan hanya arus songsang yang sangat kecil mengalir melaluinya pada kedua-dua separuh tempoh. Dalam erti kata lain, pengehad tidak mendedahkan dirinya dalam apa-apa cara, memakan beberapa - sangat kecil - kuasa (perseratus watt).

Sebaik sahaja denyut voltan voltan tinggi muncul dalam rangkaian, melebihi Uopen pengehad, kedua-dua lengannya akan terbuka, satu ke arah hadapan, satu lagi ke arah sebaliknya. Akibatnya, nadi akan disekat, dan voltan beban pada masa ini tidak akan melebihi Ulim.

Perlu diingatkan bahawa nilai Rimp max bergantung pada tempoh nadi yang dipadamkan dan, dalam julat τi = 0,1...10 ms, adalah lebih kurang berkadar dengan nisbah 1/τi. Dengan peningkatan suhu ambien Tamb. Purata dari 40 hingga 100 С. kuasa terbuang Rimp max mesti dikurangkan kira-kira dalam perkadaran kepada 0,024 Tamb. Rabu

Untuk mengurangkan amplitud denyutan voltan tinggi dalam perjalanan dari rangkaian 220 V ke output kuasa litar mikro, adalah dinasihatkan untuk memasukkan pengehad dalam bekalan kuasa [2].

Jika denyutan muncul dalam rangkaian bekalan, tenaga yang lebih besar daripada had yang dibenarkan untuk pengehad yang digunakan, ia, seperti diod zener dengan arus penstabilan terlalu banyak, akan menjadi terlalu panas dan gagal. Mulai saat ini, peralatan yang disambungkan ke rangkaian tidak akan dilindungi.

Oleh itu, kelemahan ketara menggunakan penghad ialah kekurangan maklumat tentang prestasi atau kegagalannya selepas terdedah kepada impuls yang kuat. Untuk memberikan petunjuk tentang keadaan kerja pengehad simetri, ia terdiri daripada dua yang tunggal dan litar tiga diod veto dan dua perintang pengehad arus disambungkan kepadanya (Rajah 3).

Satu ciri penunjuk kesihatan ialah penggunaan LED dalam mod bukan standard. Dengan pengehad yang boleh diservis VD1 dan VD2 dan separuh kitaran positif voltan utama (tambah - pada wayar rangkaian atas mengikut litar), arus mengalir dengan bebas melalui pengehad VD1, terbuka ke arah hadapan, dan melalui LED HL1 . Limiter VD2 ditutup pada masa ini.

Akibatnya, hampir semua voltan sesalur digunakan pada litar HL3R2, dan pada diod veto - dalam arah yang bertentangan. Oleh itu, LED HL3 dibuka dalam arah yang bertentangan*; arus yang melaluinya dihadkan oleh perintang R2. Oleh itu, arus kira-kira 2 mA mengalir melalui keseluruhan litar dari wayar positif ke wayar negatif. Ini sudah cukup untuk memastikan cahaya yang ketara dari "hijau" LED HL1. LED HL2 tidak menyala kerana voltan terlalu sedikit digunakan pada litar HL2R1 (kurang daripada 3 V).

Apabila kekutuban voltan sesalur diterbalikkan, proses yang sama berlaku, hanya VD1 dan VD2, R2 dan R1, HL3 dan HL2 bertukar tempat. Iaitu, kebolehkhidmatan pengehad disahkan oleh isyarat hijau penunjuk. Dalam sesetengah kes, penunjuk yang diterangkan secara serentak boleh berfungsi sebagai penunjuk kehadiran voltan utama.

Adalah mudah untuk melihat bahawa jika pengehad VD1 gagal (pecah), "hijau" LED HL1 padam dan "merah" LED HL2 dihidupkan, dan jika pengehad VD2 rosak, "merah" HL3 dihidupkan.

Modul yang diterangkan, dinamakan ZA-0, telah dibangunkan di Kejuruteraan Komputer dan Elektronik Perindustrian OJSC (Moscow) bersama NPK Quark (Tashkent) dan menguasai dalam pengeluaran besar-besaran. Kemunculan modul ditunjukkan dalam foto (Gamb. 4).

Ciri-ciri utama modul

• Impuls kuasa maksimum yang dibenarkan, kW, tidak kurang, pada suhu ambien 25°C......1,5
• Amplitud voltan ulang-alik untuk pengehad pembukaan, V, pada suhu ambien 25°C (arus bukaan 1 mA)......400±20
• Pekali sekatan,......1,2... 1,3
• Keamatan cahaya LED, mcd, tidak kurang daripada ...... 0,5
• Kuasa yang digunakan daripada rangkaian jika tiada impuls voltan tinggi, W, tidak lebih daripada ...... 0,5
• Dimensi perumahan**, mm, tidak lebih daripada......32x12x10
• Berat, g, tidak lebih daripada ...... 10

Badan modul diperbuat daripada plastik dengan menuang ke dalam acuan. Pengubahsuaian iklim penempatan UHL kategori 4.2 mengikut GOST 15150. Dari segi perlindungan terhadap kejutan elektrik, produk tersebut tergolong dalam kelas II mengikut GOST 2757.0.

Modul ZA-0, sebagai tambahan kepada pemasangan dalam bekalan kuasa REA, disyorkan untuk pelbagai pengguna dan amatur radio untuk digunakan di makmal, pejabat dan pangsapuri untuk melindungi peranti elektronik industri dan isi rumah yang disambungkan ke alur keluar kuasa AC 220 V. A varian telah dibangunkan untuk produk tujuan ini, dinamakan ZA-01. Di sini, sarung modul dilengkapi dengan pin standard yang membolehkan ia dipasang ke mana-mana soket percuma di dalam bilik.

Pembangunan modul perlindungan ZA-0 telah diluluskan oleh Dana Saintifik dan Teknikal "Elektronik Tenaga", yang membantu dalam pembangunan produk dalam pengeluaran besar-besaran.

Modul pelindung dengan kuasa 5 kW (ZA-1) dan 30 kW (ZA-2), serta versi produk ini dengan palam (ZA-11 dan ZA-21), sedang dalam proses pengeluaran . Modul ini harus digunakan dalam kes di mana modul satu setengah kilowatt tidak dapat menahan denyut rangkaian voltan tinggi. Modul juga telah dibangunkan untuk melindungi rangkaian DC, direka untuk kuasa nadi dari 1,5 hingga 30 kW dan voltan pembukaan dari 6,8 hingga 450 V.

Pada peringkat pertama menggunakan modul perlindungan ZA-0 dan produk berdasarkannya, pembekal akan menyediakan pelanggan penggantian percuma yang gagal dengan yang baharu. Jika modul gagal lagi, pengguna akan dinasihatkan untuk membeli peranti yang lebih berkuasa. Jika perlu, JSC "Teknologi Komputer dan Elektronik Perindustrian" (tel. di Moscow 330-06-38) akan menjalankan kajian rangkaian pengguna dan membuat cadangan untuk melindungi peralatan elektronik.

* Ciri LED ini (dan beberapa komponen elektronik lain) telah lama diperhatikan, dikaji dan digunakan secara meluas oleh amatur radio. Lihat, sebagai contoh, artikel oleh I. Nechaev "LED sebagai diod zener" dalam "Radio", 1997, No. 3, hlm. 51.

** Tidak termasuk panjang petunjuk - 9... 12 mm dan ketinggian perumah LED yang menonjol - 3... 5 mm.

Kesusasteraan

1. Cherepanov V. P., Khrulev A. K., Bludov I. P. Peranti elektronik untuk perlindungan peralatan elektronik daripada beban elektrik. Direktori. - M.: Radio dan komunikasi, 1994 (ms 17-21).
2. Kolosov V. A. Bekalan kuasa REA pegun. Teori dan amalan reka bentuk. - M.: Radio dan komunikasi, 1992 (ms 111, 112).

Pengarang: V. Kolosov, Moscow, A. Muratov, Tashkent, Uzbekistan

Lihat artikel lain bahagian Pereka amatur radio.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Kandungan alkohol bir hangat 07.05.2024

Bir, sebagai salah satu minuman beralkohol yang paling biasa, mempunyai rasa uniknya sendiri, yang boleh berubah bergantung pada suhu penggunaan. Satu kajian baru oleh pasukan saintis antarabangsa telah mendapati bahawa suhu bir mempunyai kesan yang ketara terhadap persepsi rasa alkohol. Kajian yang diketuai oleh saintis bahan Lei Jiang, mendapati bahawa pada suhu yang berbeza, molekul etanol dan air membentuk pelbagai jenis kelompok, yang mempengaruhi persepsi rasa alkohol. Pada suhu rendah, lebih banyak gugusan seperti piramid terbentuk, yang mengurangkan kepedasan rasa "etanol" dan menjadikan rasa minuman kurang alkohol. Sebaliknya, apabila suhu meningkat, gugusan menjadi lebih seperti rantai, menghasilkan rasa alkohol yang lebih ketara. Ini menjelaskan mengapa rasa beberapa minuman beralkohol, seperti baijiu, boleh berubah bergantung pada suhu. Data yang diperoleh membuka prospek baharu bagi pengeluar minuman, ...>>

Faktor risiko utama untuk ketagihan perjudian 07.05.2024

Permainan komputer menjadi satu bentuk hiburan yang semakin popular di kalangan remaja, tetapi risiko ketagihan permainan yang berkaitan masih menjadi masalah yang ketara. Para saintis Amerika menjalankan kajian untuk menentukan faktor utama yang menyumbang kepada ketagihan ini dan menawarkan cadangan untuk pencegahannya. Sepanjang enam tahun, 385 remaja telah diikuti untuk mengetahui faktor yang boleh menyebabkan mereka ketagihan perjudian. Keputusan menunjukkan bahawa 90% peserta kajian tidak berisiko mengalami ketagihan, manakala 10% menjadi penagih judi. Ternyata faktor utama dalam permulaan ketagihan perjudian adalah tahap tingkah laku prososial yang rendah. Remaja dengan tahap tingkah laku prososial yang rendah tidak menunjukkan minat terhadap bantuan dan sokongan orang lain, yang boleh menyebabkan kehilangan hubungan dengan dunia sebenar dan pergantungan yang semakin mendalam pada realiti maya yang ditawarkan oleh permainan komputer. Berdasarkan keputusan ini, saintis ...>>

Kebisingan lalu lintas melambatkan pertumbuhan anak ayam 06.05.2024

Bunyi yang mengelilingi kita di bandar moden semakin menusuk. Walau bagaimanapun, sedikit orang berfikir tentang bagaimana bunyi ini menjejaskan dunia haiwan, terutamanya makhluk halus seperti anak ayam yang belum menetas dari telur mereka. Penyelidikan baru-baru ini menjelaskan isu ini, menunjukkan akibat yang serius untuk pembangunan dan kelangsungan hidup mereka. Para saintis telah mendapati bahawa pendedahan anak ayam zebra diamondback kepada bunyi lalu lintas boleh menyebabkan gangguan serius kepada perkembangan mereka. Eksperimen telah menunjukkan bahawa pencemaran bunyi boleh melambatkan penetasan mereka dengan ketara, dan anak ayam yang muncul menghadapi beberapa masalah yang menggalakkan kesihatan. Para penyelidik juga mendapati bahawa kesan negatif pencemaran bunyi meluas ke dalam burung dewasa. Mengurangkan peluang pembiakan dan mengurangkan kesuburan menunjukkan kesan jangka panjang bunyi lalu lintas terhadap hidupan liar. Hasil kajian menyerlahkan keperluan ...>>

Berita rawak daripada Arkib Pantau untuk orang buta 12.04.2001 Monitor komputer braille rekaan AS membolehkan orang buta membaca fail teks atau e-mel daripada komputer. Pada permukaan roda berputar, pasak menonjol, dilipat menjadi huruf teks Braille. Sehingga kini, terdapat paparan tetap jenis ini, pada skrin yang hanya 70 - 80 huruf diberikan dalam bahagian, tetapi di sini bacaannya adalah aliran berterusan, kelajuannya boleh diselaraskan. Di samping itu, paparan baharu adalah kira-kira 15 kali lebih murah daripada monitor braille skrin tetap.

Berita menarik lain:

▪ Telefon pintar luar jalan V-Phone X3 dengan bateri 4500 mAh

▪ M-Disc - hati panjang optik

▪ Barisan baharu penapis perlindungan hingar TDK-Lambda

▪ Asal usul emas

▪ Obesiti menular

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian tapak Jam, pemasa, geganti, suis beban. Pemilihan artikel

▪ pasal Seperti pemerah pipi epal. Ungkapan popular

▪ artikel Mengapa air mata manusia boleh mempunyai komposisi kimia yang berbeza? Jawapan terperinci

▪ Perkara Prinsip am kejururawatan. Penjagaan kesihatan

▪ artikel Penjejak solar. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

▪ artikel Penukar voltan sejagat, 5 volt. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Tinggalkan komen anda pada artikel ini:

Semua bahasa halaman ini

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web

www.diagram.com.ua
2000-2024