Проектиране на синхронен ограничител на напрежение

Всеки, който е чел предишни публикации за принципно ново устройство за защита от пренапрежение - около синхронен ограничители особено тези, които са запознати с превключването на захранващите устройства на съвременна компютърна и друга техника, веднага си помислиха за двете основни трудности, които не са толкова лесни за преодоляване. Това е много висок импулс на тока, когато захранването е включено, особено ако към устройството са свързани няколко устройства (и това по правило е), и второ, разсейване на топлината върху баласта, във връзка с конвенционален баластен резистор (от опита на мнозина), Те се разглеждат като такива, които поставят под съмнение самата идея за такова ограничение на напрежението.

По въпроса за топлината, разработчикът вече е дал някои обяснения в предишната статия, сега той ще ги допълни със следните коментари. Ако погледнем класически автотрансформатор, тогава той също има разсейване на топлината и дори такива недостатъци (в сравнение с ONS) като теглото и възможното шумолене по време на работа. Ако помислим за съвременен стабилизатор за 500 вата (минималното ниво на мощност), тогава според ефективността, която е средно 97%, можем да изчислим мощността, разсеяна от трансформатора, и се оказва, че е около 15 вата при номинално натоварване и най-важното при нормално напрежение (!) , В ONS, на баласт, с такова натоварване и мрежово напрежение около 255 V (ONS започва да пресича амплитудата, като се започне от 245 в ефективното напрежение) според приблизителното изчисление, което авторът обясни по-рано (като се вземе предвид работният цикъл на импулсите - парчета с "излишна амплитуда"), ще има изпъкват около 10 вата. Той направи това сравнение само за да разсее съмненията относно рационалността на използването на активен баласт за синхронно ограничаване на напрежението. Разбира се, сравняването на класическия принцип с предложеното е за конкретно място на приложение. В края на краищата всичко се определя от самата мрежа, нейната нестабилност, естеството на натоварванията, постоянни и случайни, както и изискванията за напрежение към потребителите, други фактори. Следователно, ние допълнително разглеждаме въпроса за тока на включване.

В първите прототипи разработчикът използва транзистора KT818BM за баласт и той издържа на стартовия ток на два телевизора до 100 вата с обща мощност. Впоследствие авторът започва да използва транзистора Darlington на 8-10 A в пакета TO-220 (за малки размери), включително с паралелна връзка. Той не си е поставил за цел да постигне максимален стартов ток, тъй като имаше етап на тестване на веригата по други въпроси, включително управление на прекъсване и изключване на релето чрез контролиран прекъсвач (с бутон за захранване). До края на миналата година разработчикът успя да направи верига с релето да се върне в работно (изключено) състояние, когато напрежението се намали до нормално. Такъв ограничител е въведен в предишна статия. След това към представения случай беше добавен същия случай, но вече с охладител и токов трансформатор (от който се захранва охладителят) и бяха проведени изпитвания за температура.Те показаха, че ONS, предварително проектиран за 250 вата натоварване с чести пренапрежения до 250-255 V, отговаря на това и може да издържи (от топлина) краткотрайни пренапрежения на това ниво и с по-голяма мощност на натоварване, до 400-500 вата. Мисля, че мнозина разбират, че температурата на отопление на радиатора и следователно крайната мощност, освободена върху баласта (като част от мощността на натоварване), се определя от ефективната площ на радиатора, производителността на охладителя и вентилационните характеристики на самия корпус на ограничителя. Следователно авторът не предоставя тук конкретни резултати от термични изпитвания (както е обичайно в описанието на всеки продукт от този вид). Представяме само графика, илюстрираща основната характеристика на ONS за мощност на натоварване от около 10 W:

Синхронен ограничител Характеристичен

За повече мощност се нуждаете от мощен регулатор на входното напрежение. Но абсолютно няма нужда да се прави това, тъй като на всички трябва да е ясно, че при големи токове регулацията, характерна за баластния транзистор, ще бъде по-стръмна, тоест горната част на графиката ще бъде по-нежна.

Но, обратно към началния ток. След термичните тестове, разработчикът, без да се колебае, включи адаптера на нетбука през ONS, който се отличаваше с „трудното“ стартиране (което си спомних по-рано със силния си искри изводи) Последващ тест за баласт (с микро бутон) показа, че транзисторът (в TO-220) не може да го издържи. Измерването на текущия импулс със специално устройство показа стойност около 20 A (имайте предвид това във вашата практика!). Тогава взе решението да защити транзистора, а в същото време контактите на релето и терморелето чрез шунт триак (от същата версия). Схемата е проста, между катода и управляващия електрод се включва мощен резистор от порядъка на 0,47 ома. Когато стартовият ток, който трае около 5 ms, триакът се отваря и ще премине по-голямата част от тока през себе си. Но, основното е, че това ще гарантира надеждността на горепосочените контакти. Факт е, че въпреки че релейните контакти са проектирани за 10-16 A, всички релета имат способността бавно да се „освобождават“, когато захранването е изключено, тоест контактите със сигурност ще искрят (като искрящо гнездо) и дори могат да бъдат заварени един към друг. Контактите с термично реле са още по-слаби в това отношение - в най-удобния модел те са проектирани за 5 A.

По този начин схемата ONS най-накрая (по презумпция) е установена при решаването на всички основни характеристики на нейното приложение. Както вече беше отбелязано, опцията с миниатюрно реле, което вече може да се върне в първоначалното си състояние на готовност, е най-сложното в схемата на схемата и има съществения недостатък, който релето трябва да се поддържа за неопределено дълго време. Много хора знаят, че е вероятно дело. нулева скала и появата в мрежата на апартаментите с напрежение над 300 или дори всички 380 волта (най-вероятно, разбира се, в случай на сериозни аварии и природни бедствия в района на вашата подстанция или на дълга отворена линия). Въпреки че релейната верига ONS, изчислявайки, трябва да издържа на такова пренапрежение, като не му позволява да се натоварва, топлинният режим на елементите на силовите релета ще бъде доста стресиращ .. Следователно авторът на разработката все пак се наведе към опцията с контролиран прекъсвач, за кратко с реле за прекъсване ( реле - пътуване). Факт е, че веригата в това изпълнение е по-проста и няма елементи с термично натоварване, а прекъсващото реле се управлява от тиристор в пакета TO-92. Самият термопрекъсвач има надеждни контакти, които благодарение на специалния дизайн се отварят и затварят (чрез външния бутон) с висока скорост. Този продукт е току-що създаден (от реномирани компании) за надеждна работа като освобождаване на електропровода. Всичко изброено по-горе и положителният опит от усъвършенстване на прекъсвача за осигуряване на външен контрол сега вдъхнови разработчика за по-нататъшно подобряване на този продукт, което е много удобно за ONS, да създаде пълноценно реле за прекъсване, с управление за изключване и включване.Въз основа на резултатите, които вече се разглеждат като положителни (от опит), авторът определено ще направи друго послание. Е, в заключение, ние предоставяме някои резултати, които допълнително илюстрират предимствата на ONS. По отношение на дизайна, както може да се види по-долу, предимството е, че той може да бъде вграден в повечето от съществуващите сгради, тоест няма смисъл да се прави специален случай (с атрактивни „неща“). Както беше показано по-рано, ONS може да бъде вграден в разклонителни кутии, дори за монтиране на флъш. Нека започнем илюстрацията с последния тестван комплект, ето го:

Снимка ONS

В долното отделение има охладител с токов трансформатор, филтриращ кондензатор (може да има варистори) и шунт триак. Този дизайн е направен само за тестване и лична употреба в бъдеще. За общия потребител, разбира се, трябва да е различно. Например, горните гнезда трябва да бъдат изключени, тъй като те са опасни за децата. Никога не правете това в творческите си работилници! 

И ето видео, което показва удобството на тестовете с бутони, особено преди да предадете (продадете) продукт на потребител:

Тест с бутони

И ето видео, което демонстрира удобството на „гладък“ тест в един от моите първи релейни дизайни на реле:

Гладък тест

Сега вижте как е възможно интегрирането на ONS в тялото на 9-изходен филтър-разделител, произведен от V.I.-TOK, за три отделни изхода:

Дизайн на продукта

И дори в такъв случай (лентови радиатори с транзистори, свързани паралелно, са разположени отстрани):

Второ изпълнение

И ето как ONS може да бъде подреден в кутия под двоен изход, с охладител 40х10 мм, за скрит монтаж в негорима стена:

Друг вариант за дизайн

Разработчикът направи всички електронни табла, разбира се, с обемна инсталация, без smd елементи, следователно, при нормална модерна инсталация, възможностите за оформление, разбира се, ще бъдат още по-високи.

Е, сега споделяме случайния опит, който ще бъде полезен за мнозина. Програмистът използва мултицет DT-838, тъй като той също измерва температурата, използвайки термодвойка с ниска инерция, което е много удобно за тестване. Така че, дори по-рано, превключвателят често боклуци, след това като цяло спря да изключва устройството, въпреки че измерва нормално. Това принуди да поставите миниатюрен слайд превключвател в захранващата верига. И съвсем наскоро (в разгара на тестовете) авторът на разработката залепи 220 V устройство, измервайки резистор на границата от 2000 г. Преди това той се разбра навреме, използвайки набор от числа, но измерванията на съпротивлението изчезнаха. В други граници нищо не се нарушаваше (много за моя изненада). След аутопсията е намерен разрушения smd резистор (R15), обхожда форумите и разпознава приблизителната стойност - 1,5 k, намира само 1,87 (прецизност), споява го и след това измерва същото - отклонението е по-малко от 0,01. Той провери всички останали граници и беше още по-изненадан - каква невероятна оцеляемост (термин от теорията за надеждността!). На вашето внимание визуален пример:

DT-838

(3 гласа)
Зареждане...

Добави коментар

Задължителните полета са маркирани *