Elektronik ekipmanın ağdaki yüksek voltaj darbelerinden korunması. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi

Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi / Radyo amatör tasarımcısı

 makale yorumları

Yazarlar, çoğu okuyucunun çok az bildiği bir sorunu ortaya koyuyor - ev aletlerini 400 V'luk bir besleme ağında tek yüksek voltajlı (220 V'den fazla) voltaj darbelerinden korumak, uygulama seçenekleri hakkında konuşmak ve koruyucu cihazların endüstriyel olarak üretilen bileşenleri hakkında rapor vermek .

220 V x 50 Hz AC besleme ağında 1000 V veya daha yüksek gerilim darbelerinin varlığı uzmanlar için yeni bir haber değil. Çok çeşitli elektrik tüketicileri için bu dürtüler bir aydınlanmadır. Makale, ekipmanı ağda meydana gelen ve mikrosaniyenin onda biri ile birkaç milisaniye arasında değişen darbelerden koruma olanaklarını tartışıyor. 50 Hz sinüzoidin yarım döngüsünün üzerindeki daha uzun voltaj dalgalanmaları, burada ele alınmayan diğer yöntemlerle ortadan kaldırılır. Bu darbelerin ortaya çıkma nedenleri farklıdır ve literatürde, örneğin [1]'de açıklanmaktadır.

Tedarik ağındaki yüksek voltaj darbelerinin enerjisi birkaç kilojoule ulaşabilir. LC ve RC filtreleri, ağ transformatörlerinin sargıları arasındaki ekranlar ve diğer yöntemler kullanılarak güç devrelerinde darbe gürültüsünü azaltmak için iyi bilinen ve yaygın yöntemler, çoğu zaman mikro devrelerin güç pinlerinde darbe enerjisinde gerekli azalmayı sağlamaz. Bir milijoule kadar enerjiye sahip darbelerin aslında ekipmana oldukça zarar verebilecek mikro devrelere ulaştığı belirtilmektedir.

Elektronik ekipmanın çeşitli devrelerindeki, özellikle de dağıtım şebekesi elektrik panellerindeki darbe düzeyini sınırlamaya yönelik bilinen diğer yöntemler, gaz deşarjlı ve yarı iletken cihazların kullanımını içerir. Pratikte daha çok kıvılcım aralıkları olarak adlandırılan gaz boşaltma cihazları, nispeten düşük hızları nedeniyle her zaman gerekli sonucu vermez ve oldukça hantaldır.

Darbe gürültüsünü azaltmak için yaygın olarak kullanılan yarı iletken cihazlar arasında metal oksit varistörler, genel amaçlı yarı iletken cihazlar ve özel yarı iletken voltaj sınırlayıcılar bulunur. Varistörler, keskin bir şekilde doğrusal olmayan akım-gerilim karakteristiğine sahip dirençlerdir; uygulanan voltajın artmasıyla dirençleri önemli ölçüde azalır. Genel amaçlı yarı iletken cihazlarla, zener diyotları, darbeli ve Schottky bariyerli diyotları ve koruyucuları kastediyoruz.

Daha sonra tartışılacak olan özel yarı iletken voltaj sınırlayıcılar için akım-gerilim karakteristiği zener diyotunkine benzer. Zener diyotlardan ve diğer genel amaçlı yarı iletken cihazlardan temel farkı, büyük darbe gücünü dağıtma yetenekleridir. Modern varistörler, tepki süresi açısından söz konusu sınırlayıcılardan biraz daha düşük olmasına rağmen, üretilebilirlik ve maliyet açısından onlarla rekabet etmektedir. Ancak varistörlerin özellikleri her girişim darbesine maruz kaldıktan sonra bir süre bozulur. Yarı iletken sınırlayıcılarda bu olgu yoktur. Elektronik ekipmanların korunması için maksimum hız ve kararlılık özelliklerine sahip cihazlara ihtiyaç duyulduğu göz önünde bulundurularak tercih edilmelidir.

GSI şirketi (ABD), 90'lı yılların başında, 60 kW'a kadar izin verilen maksimum darbe gücüne ve 0,7 ila 3000 V arasında bir sınırlama voltajına sahip binden fazla yarı iletken voltaj sınırlayıcı çeşidi üretti. Şu anda, 30 kW'a kadar güce sahip benzer sınırlayıcılar BDT'de 3...1000 V aralığında voltaj için XNUMX kW da üretilmektedir.

Sınırlayıcının çalışma prensibi, kendisine uygulanan ters voltajın eşik seviyesini aşması durumunda kapalı pn bağlantısını açmaktır. Başka bir deyişle sınırlayıcı, zener diyotlara benzer şekilde davranır, ancak içindeki tünel-çığ süreci, yalnızca çoğunluk taşıyıcılarının yük taşıması, dolayısıyla azınlık taşıyıcılarının istenmeyen bir birikiminin olmaması ile karakterize edilir. Bu esas olarak sınırlayıcının yüksek performansından sorumludur.

Sınırlayıcının akım-gerilim karakteristiği (CVC) Şekil 1'de gösterilmektedir. XNUMX. Zener diyot gibi asimetriktir.

Her iki işaretin darbelerini sınırlamak için iki sınırlayıcıyı arka arkaya seri olarak bağlamak uygundur. Böyle bir çiftin akım-gerilim karakteristiği simetriktir (Şekil 2).

Ticari olarak üretilen yarı iletken voltaj sınırlayıcılar genellikle aşağıdaki özelliklere göre değerlendirilir:

• Rimp max - belirli bir darbe şekli ve görev döngüsü (K3) ve ortam sıcaklığı Tam.avg için darbeli maksimum izin verilen güç kaybı Bu parametrenin değeri çoğunlukla günlük seviyesinde 1 ms'lik üstel bir darbe süresi için gösterilir. maksimum darbe, 10 μs'lik bir yükselme süresi ve %3'den daha az K0,01 ile kristal veya cihaz gövdesi tarafından dağıtılan izin verilen ortalama gücün aşılmamasını sağlar;
• Irev max - maksimum ters voltajda akan ters maksimum akım;
• Urev max - çalışma değerini aşmaması gereken ters maksimum voltaj (bu durumda çalışma voltajı sınırlandırılmamalıdır); UobP max değeri genellikle cihazın açılma voltajının 0,8'ine eşit olarak alınır;
• Uopen ve Iopen - akım-gerilim karakteristiğinin çalışma dalındaki bükülme noktasına karşılık gelen cihazın açıklığının voltajı ve akımı;
• Ulimit. imp - sınırlama voltajı - izin verilen maksimum darbe dağıtım gücüne bağlı olarak, sınırlayıcı darbe akımının maksimum değerinde darbe ters voltajı;
• Ipr.imp.max - doğrudan darbe maksimum akımı - belirli bir formda, doldurma faktöründe ve ortam sıcaklığında izin verilen ileri akım;
• Upr.imp.max - Ipr.imp.max akımında sınırlayıcı boyunca doğrudan darbe maksimum voltaj düşüşü;
• Cogr - Ulim oranına eşit sınırlama katsayısı. imp maks / Uopen; Kogr, Rimp maksimum maksimum darbe gücünde yaklaşık 1,3'ten, Rimp maksimum 1,2'te 0,5'ye kadar değişir;
• ton - cihazın ters yönde açıldığı anahtarlama süresi (simetrik sınırlayıcılar için ton < 10-9 s).

Bu özelliklerin değerlerine göre tüketici, elektronik ekipmanı korumak için gerekli voltaj sınırlayıcıyı seçebilir. AC ağına, faydalı yüke paralel olarak simetrik (iki kollu) bir sınırlayıcı bağlanır. Normal ağ modunda, her iki kolu da kapalıdır ve her iki yarı periyotta da içinden yalnızca çok küçük bir ters akım akar. Başka bir deyişle, sınırlayıcı hiçbir şekilde kendini göstermez ve çok küçük bir güç (watt'ın yüzde biri) tüketir.

Ağda, sınırlayıcının Uopen değerini aşan yüksek voltajlı bir voltaj darbesi göründüğünde, her iki kolu da biri ileri yönde, diğeri ters yönde açılacaktır. Sonuç olarak darbe bloke edilecek ve o andaki yük voltajı Ulim'i aşmayacaktır.

Rimp max değerinin söndürülen darbenin süresine bağlı olduğuna ve τi = 0,1...10 ms aralığında yaklaşık olarak 1/τi oranıyla orantılı olduğuna dikkat edilmelidir. Artan ortam sıcaklığı ile Tamb. ortalama 40 ila 100 СС arasında, Rimp max'ın harcanan gücü yaklaşık olarak 0,024 Tamb oranında azaltılmalıdır. evlenmek

220 V ağdan mikro devrelerin güç pinlerine giden yoldaki yüksek voltaj darbelerinin genliğini azaltmak için, güç kaynağına sınırlayıcıların dahil edilmesi en çok tavsiye edilir [2].

Enerjisi uygulanan sınırlayıcı için izin verilen sınırdan daha büyük olan besleme ağında darbeler belirirse, çok fazla stabilizasyon akımına sahip bir zener diyot gibi aşırı ısınacak ve arızalanacaktır. Bu andan itibaren ağa bağlı ekipmanlar korumasız olacaktır.

Bu nedenle, sınırlayıcı kullanmanın önemli bir dezavantajı, güçlü dürtülere maruz kaldıktan sonra performansları veya başarısızlıkları hakkında bilgi eksikliğidir. Simetrik sınırlayıcının çalışma durumunun belirtilmesini sağlamak için, iki tekli sınırlayıcıdan oluşur ve buna üç veto diyottan oluşan bir devre ve iki akım sınırlayıcı direnç bağlanır (Şekil 3).

Sağlık göstergesinin özel bir özelliği, LED'lerin standart olmayan modda kullanılmasıdır. VD1 ve VD2 sınırlayıcıları düzgün çalışıyorsa ve ağ voltajının yarım döngüsü pozitifse (şemadaki üst ağ kablosunda artı), akım ileri yönde açık olan VD1 sınırlayıcısından serbestçe akar ve LED HL1. Sınırlayıcı VD2 şu anda kapalıdır.

Sonuç olarak, şebeke voltajının neredeyse tamamı HL3R2 devresine ve veto diyotuna ters yönde uygulanır. Bu nedenle LED HL3 ters yönde açılır*; içinden geçen akım R2 direnci ile sınırlıdır. Böylece, pozitif kablodan negatif kabloya kadar tüm devre boyunca yaklaşık 2 mA'lik bir akım akar. Bu, "yeşil" LED HL1'in gözle görülür bir şekilde yanmasını sağlamak için yeterlidir. HL2 LED'i yanmıyor çünkü HL2R1 devresine çok az voltaj (3 V'tan az) uygulanıyor.

Şebeke voltajının polaritesi değiştiğinde aynı işlemler meydana gelir, yalnızca VD1 ve VD2, R2 ve R1, HL3 ve HL2 yer değiştirir. Yani sınırlayıcıların servis verilebilirliği göstergenin yeşil sinyali ile doğrulanır. Bazı durumlarda, açıklanan gösterge aynı anda şebeke voltajının varlığının bir göstergesi olarak da görev yapabilir.

Sınırlayıcı VD1 arızalanırsa (kırılırsa), "yeşil" LED HL1'in söndüğünü ve "kırmızı" LED HL2'nin yandığını ve sınırlayıcı VD2 hasar görürse "kırmızı" HL3'ün yandığını görmek kolaydır.

ZA-0 ​​olarak adlandırılan açıklanan modül, JSC "Bilgisayar Teknolojisi ve Endüstriyel Elektronik" (Moskova) 'da NPK "Kvark" (Taşkent) ile birlikte geliştirildi ve seri üretime alındı. Modülün görünümü fotoğrafta gösterilmektedir (Şekil 4).

Modülün ana özellikleri

• Darbenin izin verilen maksimum gücü, kW, daha az değil, 25°C ortam sıcaklığında......1,5
• 25°C ortam sıcaklığında (açılma akımı 1 mA) açılma sınırlayıcıları için alternatif voltajın genliği, V,......400±20
• Kısıtlama katsayısı,......1,2...1,3
• LED ışık yoğunluğu, mcd, az değil......0,5
• Yüksek voltaj darbeleri olmadığında ağdan tüketilen güç, W, artık yok......0,5
• Kasa boyutları**, mm, artık yok......32x12x10
• Ağırlık, g, artık yok......10

Modül gövdesi plastikten kalıba dökülerek yapılır. İklim değişikliği UHL yerleştirme kategorisi 4.2, GOST 15150'ye göre. Elektrik çarpmasına karşı koruma açısından ürün, GOST 2757.0'a göre sınıf II'ye aittir.

ZA-0 ​​modülü, REA güç kaynaklarına kurulumun yanı sıra, 220 V AC güç prizlerine takılı endüstriyel ve ev tipi elektronik cihazları korumak amacıyla laboratuvarlarda, ofislerde ve apartmanlarda kullanılmak üzere çok çeşitli kullanıcılar ve radyo amatörleri için önerilir. Bu amaçla ZA-01 isimli opsiyon ürün geliştirilmiştir. Burada modül gövdesi, odadaki herhangi bir boş prize takılabilmesini sağlayan standart pinlerle donatılmıştır.

ZA-0 ​​koruyucu modülün geliştirilmesi, seri üretime yönelik ürünlerin geliştirilmesine yardımcı olan Bilimsel ve Teknik Vakfı "Enerji Elektroniği" tarafından onaylandı.

5 kW (ZA-1) ve 30 kW (ZA-2) gücündeki koruyucu modüller ile bu ürünlerin fişli versiyonları (ZA-11 ve ZA-21) üretime alınma aşamasındadır. . Bu modüller, bir buçuk kilovatlık modüllerin yüksek voltajlı ağ darbelerine dayanamadığı durumlarda kullanılmalıdır. DC ağlarını korumak için 1,5 ila 30 kW arası darbe gücü ve 6,8 ila 450 V arası açma voltajı için tasarlanmış modüller de geliştirilmiştir.

ZA-0 ​​koruyucu modüllerin ve bunlara dayalı ürünlerin kullanılmasının ilk aşamasında tedarikçi, müşterilere arızalı olanların yenileriyle ücretsiz olarak değiştirilmesini sağlayacaktır. Modüllerin tekrar arızalanması durumunda tüketiciye daha güçlü cihazlar satın alması tavsiye edilecek. Gerekirse, JSC "Bilgisayar Teknolojisi ve Endüstriyel Elektronik" (tel. Moskova'da 330-06-38) tüketici ağını inceleyecek ve elektronik ekipmanın korunmasına yönelik önerilerde bulunacaktır.

* LED'lerin (ve bir dizi diğer elektronik bileşenin) bu özelliği, radyo amatörleri tarafından uzun süredir fark edilmiş, incelenmiş ve yaygın olarak kullanılmaktadır. Örneğin, I. Nechaev'in "Radyo", 1997, No. 3, s. 51.

** Kabloların uzunluğu - 9... 12 mm ve çıkıntılı LED muhafazalarının yüksekliği - 3... 5 mm hariç.

Edebiyat

1. Cherepanov V.P., Khrulev A.K., Bludov I.P. Elektronik ekipmanı aşırı elektriksel yüklerden korumak için elektronik cihazlar. Dizin. - M.: Radyo ve iletişim, 1994 (s. 17-21).
2. Kolosov V. A. Sabit elektronik ekipmanın güç kaynağı. Tasarım teorisi ve pratiği. - M.: Radyo ve iletişim, 1992 (s. 111, 112).

Yazar: V. Kolosov, Moskova, A. Muratov, Taşkent, Özbekistan

Diğer makalelere bakın bölüm Radyo amatör tasarımcısı.

Oku ve yaz yararlı bu makaleye yapılan yorumlar.

<< Geri

En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:

Sıcak biranın alkol içeriği 07.05.2024

En yaygın alkollü içeceklerden biri olan biranın, tüketim sıcaklığına bağlı olarak değişebilen kendine özgü bir tadı vardır. Uluslararası bir bilim insanı ekibi tarafından yapılan yeni bir araştırma, bira sıcaklığının alkol tadı algısı üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu ortaya çıkardı. Malzeme bilimcisi Lei Jiang liderliğindeki çalışma, farklı sıcaklıklarda etanol ve su moleküllerinin farklı türde kümeler oluşturduğunu ve bunun da alkol tadı algısını etkilediğini buldu. Düşük sıcaklıklarda, "etanol" tadının keskinliğini azaltan ve içeceğin tadının daha az alkollü olmasını sağlayan daha fazla piramit benzeri kümeler oluşur. Aksine, sıcaklık arttıkça kümeler daha zincir benzeri hale gelir ve bu da daha belirgin bir alkol tadıyla sonuçlanır. Bu, baijiu gibi bazı alkollü içeceklerin tadının neden sıcaklığa bağlı olarak değişebileceğini açıklıyor. Elde edilen veriler içecek üreticileri için yeni fırsatlar sunuyor. ... >>

Kumar bağımlılığı için başlıca risk faktörü 07.05.2024

Bilgisayar oyunları gençler arasında giderek daha popüler bir eğlence biçimi haline geliyor ancak buna bağlı oyun bağımlılığı riski önemli bir sorun olmaya devam ediyor. Amerikalı bilim insanları bu bağımlılığa katkıda bulunan ana faktörleri belirlemek ve önlenmesine yönelik öneriler sunmak amacıyla bir çalışma yürüttüler. Altı yıl boyunca 385 genç, hangi faktörlerin onları kumar bağımlılığına yatkın hale getirebileceğini bulmak için takip edildi. Sonuçlar, çalışmaya katılanların %90'ının bağımlılık riski altında olmadığını, %10'unun ise kumar bağımlısı olduğunu gösterdi. Kumar bağımlılığının başlangıcındaki temel faktörün düşük düzeyde olumlu sosyal davranış olduğu ortaya çıktı. Düşük düzeyde olumlu sosyal davranışa sahip gençler, başkalarının yardım ve desteğine ilgi göstermezler, bu da gerçek dünyayla temasın kaybolmasına ve bilgisayar oyunlarının sunduğu sanal gerçekliğe bağımlılığın derinleşmesine yol açabilir. Bu sonuçlara dayanarak bilim insanları ... >>

Trafik gürültüsü civcivlerin büyümesini geciktiriyor 06.05.2024

Modern şehirlerde bizi çevreleyen sesler giderek daha keskin hale geliyor. Ancak çok az insan bu gürültünün hayvanlar dünyasını, özellikle de henüz yumurtalarından çıkmamış civcivler gibi hassas canlıları nasıl etkilediğini düşünüyor. Son araştırmalar bu konuya ışık tutuyor ve gelişimleri ve hayatta kalmaları açısından ciddi sonuçlara işaret ediyor. Bilim insanları, baklava sırtlı zebra yavrularının trafik gürültüsüne maruz kalmasının gelişimlerinde ciddi aksamalara yol açabileceğini buldu. Deneyler, gürültü kirliliğinin yumurtadan çıkmalarını önemli ölçüde geciktirebildiğini ve ortaya çıkan civcivlerin sağlığı geliştiren bir dizi sorunla karşı karşıya olduğunu göstermiştir. Araştırmacılar ayrıca gürültü kirliliğinin olumsuz etkilerinin yetişkin kuşlara da yayıldığını buldu. Üreme şansının azalması ve doğurganlığın azalması, trafik gürültüsünün yaban hayatı üzerindeki uzun vadeli etkilerini göstermektedir. Araştırma sonuçları ihtiyacı vurguluyor ... >>

Arşivden rastgele haberler körler için monitör 12.04.2001 ABD tasarımı bir braille bilgisayar monitörü, görme engelli kişilerin bir bilgisayardan metin dosyalarını veya e-postaları okumasını sağlar. Çıkrık yüzeyinde, mandallar çıkıntı yapar ve Braille metninin harflerine katlanır. Şimdiye kadar, ekranda sadece 70 - 80 harfin bölümler halinde verildiği bu tip sabit ekranlar vardı, ancak burada okuma, hızı ayarlanabilen sürekli bir akıştır. Ayrıca yeni ekran, sabit ekranlı bir braille monitörden yaklaşık 15 kat daha ucuz.

Diğer ilginç haberler:

▪ 3 mAh pil ile V-Phone X4500 arazi akıllı telefon

▪ M-Disc - optik uzun karaciğer

▪ Yeni gürültü koruma filtreleri serisi TDK-Lambda

▪ altının kökeni

▪ Obezite bulaşıcıdır

Bilim ve teknolojinin haber akışı, yeni elektronik

Ücretsiz Teknik Kitaplığın ilginç malzemeleri:

▪ site bölümü Saatler, zamanlayıcılar, röleler, yük anahtarları. Makale seçimi

▪ makale Bir elma allık gibi. Popüler ifade

▪ makale İnsan gözyaşı neden farklı kimyasal bileşime sahip olabilir? ayrıntılı cevap

▪ Makale Hemşireliğin genel ilkeleri. Sağlık hizmeti

▪ makale Güneş takipçisi. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi

▪ makale Üniversal voltaj dönüştürücü, 5 volt. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi

Bu makaleye yorumunuzu bırakın:

Bu sayfanın tüm dilleri

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

Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri

www.diagram.com.ua
2000-2024