Disseny del limitador de tensió sincrònica
Qualsevol que hagi llegit publicacions anteriors sobre un dispositiu de protecció de sobretensió fonamentalment nou - sobre limitador sincrònic, i especialment aquells que coneixen les fonts d’alimentació de commutació d’ordinadors moderns i altres equips, van pensar immediatament, òbviament, en les dues principals dificultats que no són tan fàcils de superar. Es tracta d’un pols de corrent molt alt quan s’encén l’alimentació, sobretot si es connecten diversos dispositius a l’ONS (i això és, per regla general,) i, en segon lloc, la dissipació de calor al llast, en associació amb una resistència de llast convencional (per experiència de molts), Es veuen com a tals que posen en dubte la idea mateixa de limitació de tensió.
Sobre el tema de la calor, el desenvolupador ja ha donat algunes explicacions a l’article anterior, ara les complementarà amb els comentaris següents. Si ens fixem en un autotransformador clàssic, també té dissipació de calor i, fins i tot, aquests inconvenients (en comparació amb ONS) com el pes i el possible zum durant el funcionament. Si considerem un estabilitzador modern per a 500 watts (el nivell mínim de potència), doncs segons l’eficiència, que és una mitjana del 97%, podem calcular la potència dissipada pel transformador i resulta que és d’uns 15 watts a càrrega nominal i el més important a tensió normal (!) . A l’ONS, en llast, amb una càrrega així i una tensió de xarxa d’uns 255 V (l’ONS comença a tallar l’amplitud a partir de 245 en el voltatge efectiu) segons el càlcul aproximat, que l’autor va explicar anteriorment (tenint en compte el cicle de treball dels polsos - peces de “excés d’amplitud”), hi haurà destaquen uns 10 watts. Va fer aquesta comparació només per dissipar dubtes sobre la racionalitat de l'ús de llast actiu per a la limitació de tensió síncrona. Per descomptat, comparar el principi clàssic amb el proposat és per a un lloc d'aplicació específic. Al cap i a la fi, tot està determinat per la pròpia xarxa, la seva inestabilitat, la naturalesa de les càrregues, constant i aleatòria, i els requisits de voltatge dels consumidors, altres factors. Per tant, considerem més encara el problema del corrent d’introducció.
En els primers prototips, el desenvolupador va utilitzar el transistor KT818BM per a llast, i va resistir el corrent inicial de dos televisors de fins a 100 watts de potència total. Posteriorment, l’autor va començar a utilitzar el transistor de Darlington a les 8-10 A del paquet TO-220 (per a casos de mida petita), inclosa amb connexió paral·lela. No es va fixar l’objectiu d’aconseguir el màxim de corrent d’arrencada, ja que hi va haver una fase de prova del circuit en altres qüestions, inclòs el control del tall i del tall del relé mitjançant un interruptor controlat (amb un botó d’engegada). A finals de l'any passat, el desenvolupador va aconseguir fer un circuit amb el relé tornant a l'estat de funcionament (desconnectat) quan la tensió es reduïa a la normalitat. Aquest limitador va ser introduït en un article anterior. Aleshores, es va afegir el mateix cas al cas presentat, però ja amb un refrigerador i un transformador de corrent (des del qual s’engega el refrigerador) i es van realitzar proves de temperatura.Van mostrar que l’ONS, dissenyat provisionalment per a 250 watts de càrrega amb sobretensions freqüents de fins a 250-255 V, correspon a això i pot suportar (per calor) sobretensions a curt termini d’aquest nivell i amb una potència de càrrega més elevada, de fins a 400-500 watts. Crec que molts entenen que la temperatura d’escalfament del radiador i, per tant, la potència final alliberada en el llast (com a part de la potència de càrrega) està determinada per l’àrea efectiva del radiador, el rendiment del refrigerador i les característiques de ventilació del propi limitador. Per tant, l’autor no proporciona aquí resultats específics de les proves tèrmiques (com és habitual en la descripció de qualsevol producte d’aquest tipus). Presentem només un gràfic que il·lustra la característica principal d’ONS per a una potència de càrrega d’uns 10 W:
Per obtenir més potència, necessiteu un potent regulador de tensió d’entrada. Però, no cal fer-ho absolutament, ja que hauria de quedar clar per a tothom que a corrents alts la regulació característica del transistor de llast serà més abrupta, és a dir, la part superior del gràfic serà més suau.
Però, tornant al corrent inicial. Després de les proves tèrmiques, el desenvolupador, sense cap mena de dubtes, va encendre l'adaptador de netbook a través de l'ONS, que es va distingir per la seva posada en marxa "dura" (que recordava abans pel seu fort sortides d’encís) Una prova posterior de llast (amb un botó micro) va demostrar que el transistor (a TO-220) no ho podia suportar. La mesura del pols actual amb un dispositiu especial va mostrar un valor d’uns 20 A (considereu-ho a la vostra pràctica!). Després va venir la decisió de protegir el transistor i, alhora, els contactes del relé i la termo-relé mitjançant un triac shunt (de la mateixa versió). El circuit és senzill, entre el càtode i l’elèctrode de control s’encén una resistència potent de l’ordre de 0,47 Ohms. Amb un corrent inicial que dura aproximadament 5 ms, el triac s’obrirà i passarà la major part del corrent per si mateix. Però, el més important és que això garantirà la fiabilitat dels contactes anteriors. El fet és que, tot i que els contactes del relé estan dissenyats per a 10-16 A, tots els relés tenen la possibilitat de "alliberar-se" lentament quan es desconnecta, és a dir, els contactes certament faran brillar (com una presa escumosa) i fins i tot es poden soldar els uns als altres. Els contactes del relé tèrmic són encara més febles al respecte - en el model més còmode estan dissenyats per a 5 A.
Per tant, finalment s'ha establert l'esquema ONS per resoldre totes les característiques principals de la seva aplicació. Com ja s’ha apuntat, l’opció amb un relé en miniatura, que ara pot tornar al seu estat original d’espera, és la més complexa del pla del circuit i té l’inconvenient important que el relleu s’ha de mantenir durant un temps indefinidament llarg. Molta gent sap que un cas és probable. penya-segat zero i l’aparició a la xarxa d’apartaments d’una tensió superior a 300, o fins i tot els 380 volts (molt probablement, per descomptat, en cas d’accidents greus i desastres naturals a la zona de la subestació o en una línia llarga oberta). Tot i que el càlcul del relé ONS, per càlcul, ha de suportar una sobretensió, no permetent-lo carregar, el mode tèrmic dels elements de potència del relé serà força estressant. relé - viatge). El fet és que el circuit d’aquesta realització és més senzill i no té elements amb càrrega tèrmica, i el relé de ruptura és controlat per un tiristor al paquet TO-92. El termo-interruptor té contactes fiables que, gràcies al disseny especial, s’obren i tanquen (mitjançant el botó extern) amb alta velocitat. Aquest producte acaba de ser creat (per empreses de renom) per a un funcionament fiable com a alliberament de línia elèctrica. Tot això i l'experiència positiva de perfeccionar el trencador per proporcionar un control extern ara van inspirar al desenvolupador a millorar encara més aquest producte, molt convenient per a l'ONS, a crear un relé de ruptura complet, amb control per a l'apagat i l'encesa.A partir dels resultats que ja es veuen positius (per experiència), l’autor realitzarà definitivament un altre missatge. Doncs bé, en conclusió, proporcionem uns resultats que il·lustren encara més els avantatges de ONS. Pel que fa al disseny, com es pot veure a continuació, l’avantatge és que es pot incorporar a la majoria dels edificis existents, és a dir, té poc sentit fer un cas especial (amb “coses” atractives). Com s'ha mostrat anteriorment, ONS es pot integrar en caixes de connexions, fins i tot per a un muntatge a la perfecció. Comencem la il·lustració amb el darrer kit provat, aquí teniu:
Al compartiment inferior hi ha un refrigerador amb un transformador de corrent, un condensador de filtratge (pot haver-hi varistors) i un triac de shunt. Aquest disseny es fa només per a proves i ús personal en el futur. Per al consumidor general, ha de ser, per descomptat, diferent. Per exemple, els nius superiors han de ser exclosos, ja que són perillosos per als nens. No ho feu mai als vostres tallers creatius!
I aquí teniu un vídeo que mostra la comoditat de les proves de botons, sobretot abans de lliurar (vendre) un producte a un consumidor:
I aquí teniu un vídeo que demostra la comoditat d'una prova "suau" en un dels meus primers dissenys de relleus:
Ara mireu com és possible integrar ONS al cos d’un divisor de filtres de 9 sortides fabricat per V.I.-TOK, per a tres sortides separades:
I fins i tot en aquest cas (els radiadors de banda amb transistors connectats en paral·lel es situen als costats):
I aquí és com es pot disposar ONS en una caixa sota una doble sortida, amb un refrigerador de 40x10 mm, per a una instal·lació oculta en una paret incombustible:
El desenvolupador va fer totes les plaques electròniques, per descomptat, amb instal·lació volumètrica, sense elements smd, per tant, amb una instal·lació moderna normal, les opcions de disseny seran, per descomptat, encara més elevades.
Bé, ara compartim l’experiència incidental que serà útil per a molts. El desenvolupador utilitza el multímetre DT-838, ja que també mesura la temperatura mitjançant un termopar de baixa inèrcia, molt convenient per provar-lo. Així que, fins i tot abans, l’interruptor sovint es va fer brossa, generalment va deixar d’apagar el dispositiu, tot i que mesurava normalment. Això va obligar a posar un interruptor de diapositives en miniatura al circuit d’alimentació. Tot just recent (en plena prova), l’autor del desenvolupament va enganxar un dispositiu de 220 V. que mesurava una resistència al límit de 2000 abans. Va arribar a la seva sensació a temps amb una sèrie de números, però les mesures de resistència van desaparèixer. En altres límits, no es va molestar res (per a la meva sorpresa). Després de l’autòpsia, es va trobar la resistència smd destruïda (R15), es va rastrejar pels fòrums i es va reconèixer el valor aproximat: 1,5 k, es va trobar només 1,87 (precisió), es va soldar i després es va mesurar la mateixa - la desviació és inferior a 0,01. Va comprovar tots els altres límits i es va sorprendre encara més - quina sorprenent supervivència (un terme de la teoria de la fiabilitat!). Cap a la vostra atenció un exemple visual:
Carregant ...
