Návrh synchronního omezovače napětí
Každý, kdo si přečetl předchozí příspěvky o zásadně novém přepěťovém ochranném zařízení synchronní omezovač, a zejména ti, kteří jsou obeznámeni s přepínáním napájecích zdrojů moderních počítačů a dalších zařízení, okamžitě přemýšleli o dvou hlavních potížích, které není tak snadné překonat. Jedná se o velmi vysoký proudový impuls, když je napájení zapnuto, zejména pokud je k ONS připojeno několik zařízení (a to zpravidla je), a za druhé, rozptyl tepla na předřadníku ve spojení s konvenčním předřadníkem (na základě zkušeností mnoha), jsou považováni za zpochybňující samotnou myšlenku takového omezení napětí.
Pokud jde o otázku tepla, vývojář již poskytl některá vysvětlení v předchozím článku, nyní je doplní následujícími poznámkami. Podíváme-li se na klasický autotransformátor, má také rozptyl tepla a dokonce i takové nevýhody (ve srovnání s ONS) jako hmotnost a možný bzukot během provozu. Pokud vezmeme v úvahu moderní stabilizátor pro 500 wattů (minimální úroveň výkonu), pak podle účinnosti, která je průměrně 97%, můžeme vypočítat výkon rozptýlený transformátorem a při jmenovitém zatížení a nejdůležitějším při normálním napětí (!) Se ukáže asi 15 wattů! . V ONS, na předřadníku, s takovou zátěží a síťovým napětím asi 255 V (ONS začne snižovat amplitudu od 245 při účinném napětí) podle přibližného výpočtu, který autor vysvětlil dříve (s ohledem na pracovní cyklus pulzů - kousky „nadměrné amplitudy“), bude vyčnívat asi 10 wattů. Toto srovnání provedl pouze proto, aby rozptýlil pochybnosti o racionálnosti použití aktivního předřadníku pro synchronní omezení napětí. Porovnejte klasický princip s navrhovaným principem pro konkrétní místo aplikace. Koneckonců, všechno je určeno samotnou sítí, její nestabilitou, povahou zátěží, konstantními a náhodnými a požadavky na napětí u spotřebitelů, dalšími faktory. Proto se dále zabýváme otázkou náběhového proudu.
V prvních prototypech vývojář použil tranzistor KT818BM pro zátěž a vydržel počáteční proud dvou televizorů až do 100 wattů celkového výkonu. Následně autor začal používat Darlingtonův tranzistor při 8-10 A v balíčku TO-220 (pro malé případy), a to i s paralelním připojením. Poté si nestanovil cíl dosáhnout maximálního rozběhového proudu, protože zde byla fáze testování obvodu na další otázky, včetně ovládání odpojení a vypnutí relé pomocí řízeného jističe (pomocí tlačítka napájení). Koncem loňského roku se vývojáři podařilo vytvořit obvod s relé, které se vrací do provozního (rozpojeného) stavu a zároveň snižuje napětí na normální. Takový omezovač byl představen v předchozím článku. Poté byl do tohoto případu přidán stejný případ, ale již s chladičem a proudovým transformátorem (ze kterého je chladič napájen) a byly provedeny teplotní zkoušky.Ukázali, že ONS, předběžně navržený pro zátěž 250 wattů s častým přepětím do 250–255 V, to odpovídá a vydrží (tepelným) krátkodobým přepětím této úrovně as vyšším výkonem zátěže až 400–500 wattů. Myslím si, že mnozí chápou, že teplota ohřevu chladiče, a tedy i konečný výkon uvolněný na předřadníku (jako součást výkonu zátěže), je určen účinnou oblastí chladiče, výkonem chladiče a ventilačními charakteristikami samotného omezovače. Autor zde proto neuvádí konkrétní výsledky tepelných zkoušek (jak je obvyklé v popisu jakéhokoli výrobku tohoto druhu). Uvádíme pouze graf znázorňující hlavní charakteristiku ONS pro zátěžový výkon asi 10 W:
Pro větší výkon potřebujete výkonný regulátor vstupního napětí. Není to však absolutně nutné, protože by mělo být každému jasné, že regulační charakteristika balastového tranzistoru bude při vysokých proudech strmější, to znamená, že horní část grafu bude jemnější.
Ale zpět k počátečnímu proudu. Po tepelných testech vývojář bez váhání zapnul adaptér netbook prostřednictvím ONS, který se vyznačoval „tvrdým“ spuštěním (na které jsem si dříve vzpomněl díky jeho silnému jiskření ve vývodu) Následující zátěžový test (s mikro tlačítkem) ukázal, že tranzistor (v TO-220) to nemohl vydržet. Měření aktuálního pulsu se speciálním zařízením ukázalo hodnotu asi 20 A (zvažte to ve vaší praxi!). Pak přišlo rozhodnutí chránit tranzistor a současně reléové kontakty a termo relé pomocí zkratového triaku (stejné verze). Obvod je jednoduchý, mezi katodou a regulační elektrodou je zapnutý silný odpor řádově 0,47 Ohmů. Se startovacím proudem, který trvá asi 5 ms, se triak otevře a většinu proudu projde skrz sebe. Ale hlavní věc je, že to zajistí spolehlivost výše uvedených kontaktů. Skutečnost je taková, že ačkoli jsou reléové kontakty určeny pro 10-16 A, všechna relé mají schopnost se pomalu „uvolnit“, když je vypnuto napájení, to znamená, že kontakty jistě zažehnou (jako jiskřící zásuvka) a mohou být dokonce navzájem svařeny. Kontakty tepelného relé jsou v tomto ohledu ještě slabší - v nejvýhodnějším modelu jsou určeny pro 5 A.
Schéma ONS tak bylo konečně (pravděpodobně) zavedeno při řešení všech hlavních rysů jeho aplikace. Jak již bylo uvedeno, možnost s miniaturním relé, které se nyní může vrátit do původního pohotovostního stavu, je nejsložitější v plánu zapojení a má značnou nevýhodu v tom, že relé musí být udržováno po dobu neurčitou dlouhou dobu. Mnoho lidí ví, že je pravděpodobný případ. nulový útes a výskyt napětí v bytové síti více než 300 nebo dokonce všech 380 voltů (s největší pravděpodobností samozřejmě v případě vážných nehod a přírodních katastrof v oblasti vaší rozvodny nebo na dlouhé otevřené lince). Ačkoli reléový obvod ONS musí výpočtem vydržet takové přepětí, které mu nedovolí zatěžovat, bude tepelný režim výkonových prvků relé docela stresující. Autor vývoje se přesto naklonil k variantě s řízeným jističem, krátce s přerušovacím relé ( relé - vypnutí). Skutečnost je taková, že obvod v tomto provedení je jednodušší a nemá prvky s tepelnou zátěží a vypínací relé je řízeno tyristorem v balíčku TO-92. Samotný tepelný jistič má spolehlivé kontakty, které se díky speciální konstrukci otevírají a uzavírají (pomocí vnějšího tlačítka) vysokou rychlostí. Tento produkt je právě vytvořen (renomovanými společnostmi) pro spolehlivý provoz jako vydání elektrického vedení. Všechny výše uvedené a pozitivní zkušenosti z rafinace jističe pro externí ovládání nyní inspirovaly vývojáře k dalšímu zdokonalování tohoto produktu, což je pro ONS velmi výhodné, k vytvoření plnohodnotného vypínacího relé s ovládáním pro vypínání a zapínání.Na základě výsledků, které jsou již považovány za pozitivní (ze zkušenosti), autor určitě vydá další zprávu. Závěrem uvádíme některé výsledky, které dále ilustrují výhody ONS. Pokud jde o design, jak je vidět níže, výhodou je, že může být zabudován do většiny stávajících budov, to znamená, že nemá smysl vytvářet zvláštní případ (s atraktivními „věcmi“). Jak je uvedeno výše, ONS lze zabudovat do rozvodných skříní, a to i pro zapuštěnou montáž. Začněme ilustrací s poslední testovanou sadou, tady je:
Ve spodní části je chladič s proudovým transformátorem, filtrační kondenzátor (mohou být varistory) a zkratový triak. Tento design je vyroben pouze pro testování a osobní použití v budoucnosti. Pro obecného spotřebitele by to mělo být samozřejmě jiné. Například by měla být vyloučena horní hnízda, protože jsou nebezpečná pro děti. Nikdy to nedělejte ve svých kreativních workshopech!
A zde je video ukazující výhodnost testů pomocí tlačítek, zejména před předáním (prodejem) produktu spotřebiteli:
A zde je video demonstrující pohodlí „hladkého“ testu v jednom z mých prvních návrhů relé s přerušením:
Nyní se podívejme, jak je možné integrovat ONS do těla 9-výstupního rozbočovače filtrů vyráběného společností V.I.-TOK pro tři samostatné vývody:
A dokonce v takovém případě (pásové radiátory s paralelně zapojenými tranzistory jsou umístěny po stranách):
A takto je možné ONS uspořádat v krabici pod dvojitým vývodem, s chladičem 40x10 mm, pro skrytou instalaci v nehořlavé stěně:
Vývojář provedl všechny elektronické desky, samozřejmě, s volumetrickou instalací, bez prvků smd, proto při normální moderní instalaci budou možnosti uspořádání samozřejmě ještě vyšší.
Nyní sdílíme náhodnou zkušenost, která bude pro mnohé užitečná. Vývojář používá multimetr DT-838, protože také měří teplotu pomocí termočlánku s nízkou setrvačností, což je velmi výhodné pro jeho testování. Takže ještě dříve přepínač často nevyžádal, pak obecně přestal vypínat zařízení, i když se měřilo normálně. To přinutilo vložit miniaturní posuvný spínač do napájecího obvodu. A teprve nedávno (v žáru testování) autor vývoje uvízl v přístroji 220 V, který předtím měřil odpor na hranici 2 000. Časem přišel ke svým smyslům pomocí řady čísel, ale měření odporu zmizela. Na jiných limitech nebylo nic narušeno (k mému překvapení). Po pitvě byl nalezen zničený smd rezistor (R15), prolézán fórem a rozpoznán přibližnou hodnotu 1,5 k, nalezen pouze 1,87 (přesnost), pájen a poté změřen stejný - odchylka je menší než 0,01. Zkontroloval všechny ostatní limity a byl ještě více překvapen - jaká úžasná schopnost přežití (pojem z teorie spolehlivosti!). K vaší pozornosti vizuální příklad:
Načítám ...
