Design af synkron spændingsbegrænser

Alle, der har læst tidligere indlæg om en grundlæggende ny beskyttelse mod overspænding synkron begrænser, og især dem, der er bekendt med at skifte strømforsyning til moderne computer og andet udstyr, tænkte øjeblikkeligt de to største vanskeligheder, som ikke er så lette at overvinde. Dette er en meget høj strømpuls, når strømmen er tændt, især hvis flere enheder er forbundet til ONS (og dette er som regel), og for det andet varmeafgivelse på ballasten, i forbindelse med en konventionel ballastmodstand (fra mange års erfaring), de ses som tvivl om selve ideen om en sådan spændingsbegrænsning.

På spørgsmålet om varme har udvikleren allerede givet nogle forklaringer i den forrige artikel, nu vil han supplere dem med følgende kommentarer. Hvis vi ser på en klassisk autotransformator, har den også varmeafledning og endda sådanne ulemper (sammenlignet med ONS) som vægt og mulig brumme under drift. Hvis vi overvejer en moderne stabilisator til 500 watt (minimumseffektniveauet), kan vi i henhold til effektiviteten, der er et gennemsnit på 97%, beregne den effekt, som spredes af transformeren, og det viser sig at være omkring 15 watt ved nominel belastning og vigtigst af alt ved normal spænding (!) . I ONS, på ballast, med en sådan belastning og en netværksspænding på ca. 255 V (ONS begynder at skære amplituden startende fra 245 i den effektive spænding) i henhold til den omtrentlige beregning, som forfatteren forklarede tidligere (under hensyntagen til driftscyklussen for pulser - stykker af "overskydende amplitude"), vil der være skiller sig ud omkring 10 watt. Han foretog denne sammenligning kun for at fjerne tvivl om rationaliteten ved at bruge aktiv forkobling til synkron spændingsbegrænsning. Sammenlign det klassiske princip med det foreslåede, selvfølgelig, til et specifikt anvendelsessted. Når alt kommer til alt bestemmes alt af selve netværket, dets ustabilitet, beskaffenheden af ​​belastningerne, konstant og tilfældig samt kravene til spænding hos forbrugere, andre faktorer. Derfor overvejer vi yderligere spørgsmålet om hastighedsstrøm.

I de første prototyper brugte udvikleren KT818BM-transistor til ballast, og han modstod startstrømmen for to tv'er op til 100 watt total effekt. Efterfølgende begyndte forfatteren at bruge Darlington-transistoren ved 8-10 A i TO-220-pakken (til mindre sager), inklusive med parallel forbindelse. Han satte ikke målet om at opnå maksimal startstrøm, da der var et trin med at teste kredsløbet på andre problemer, herunder styring af relæafbrydelse og -afbrydelse ved hjælp af en kontrolleret afbryder (med en tænd / sluk-knap). Ved udgangen af ​​sidste år lykkedes det udvikleren at lave et kredsløb, hvor relæet vendte tilbage til den fungerende (frakoblede) tilstand, mens den sænkede spændingen til normal. En sådan begrænser blev introduceret i en tidligere artikel. Derefter blev den samme sag føjet til den præsenterede sag, men allerede med en køler og en strømtransformator (hvorfra køleren drives) og temperaturprøver blev udført.De viste, at ONS, foreløbigt designet til 250 watt belastning med hyppige overspændinger op til 250-255 V, svarer til dette og kan modstå (ved varme) kortsigtede overspændinger på dette niveau og med en højere belastningseffekt, op til 400-500 watt. Jeg tror, ​​at mange forstår, at radiatorens opvarmningstemperatur, og derfor den ultimative effekt, der frigives på ballasten (som en del af lasten) bestemmes af det effektive område af radiatoren, kølerens ydeevne og ventilationsegenskaber i selve limiterhuset. Derfor giver forfatteren ikke her specifikke resultater af termiske test (som det er sædvanligt i beskrivelsen af ​​ethvert produkt af denne art). Vi præsenterer kun en graf, der illustrerer ONS 'hovedkarakteristik for en belastningseffekt på ca. 10 W:

For mere strøm har du brug for en kraftfuld indgangsspændingsregulator. Men det er absolut ikke nødvendigt at gøre dette, da det skal være klart for alle, at ved høje strømme vil reguleringen, der er karakteristisk for ballasttransistoren, være stejlere, dvs. den øverste del af grafen vil være mere forsigtig.

Men tilbage til startstrømmen. Efter de termiske test tændte udvikleren uden tøven netbookadapteren gennem ONS, som blev kendetegnet ved dens “hårde” opstart (som jeg huskede tidligere af dens stærke gnistudtag). En efterfølgende ballast-test (med en mikroknap) viste, at transistoren (i TO-220) ikke kunne tåle den. Måling af den aktuelle puls med en speciel enhed viste en værdi af ca. 20 A (overvej dette i din praksis!). Derefter kom beslutningen om at beskytte transistoren, og på samme tid relækontakterne og termorelæet af en shunt triac (af samme design). Kredsløbet er enkelt, mellem katoden og kontrolelektroden tændes en kraftig modstand i størrelsesordenen 0,47 Ohm. Når startstrømmen, der varer cirka 5 ms, åbnes triacen og vil passere det meste af strømmen gennem sig selv. Men det vigtigste er, at dette sikrer pålideligheden af ​​ovenstående kontakter. Faktum er, at selvom relækontakterne er designet til 10-16 A, har alle relæer evnen til langsomt at "løsne", når strømmen er slukket, det vil sige, at kontaktene helt sikkert vil gnist (som en glitrende stik) og kan endda svejses til hinanden. De termiske relækontakter er endnu svagere i denne henseende - i den mest praktiske model er de designet til 5 A.

ONS-skemaet er således endelig (formodentlig) blevet etableret for at løse alle de vigtigste funktioner i dens anvendelse. Som allerede bemærket er indstillingen med et miniatyrrelæ, som nu kan vende tilbage til sin oprindelige standbytilstand, det mest komplekse i kredsløbsplanen og har den betydelige ulempe, at relæet skal holdes på i ubestemt lang tid. Mange mennesker ved, at en sag er sandsynlig. nul klippe og udseendet i lejlighedsnetværket med en spænding på mere end 300 eller endda alle 380 volt (sandsynligvis naturligvis i tilfælde af alvorlige ulykker og naturkatastrofer i området til din transformatorstation eller på en lang åben linje). Selvom ONS-relækredsløbet ved beregning skal modstå en sådan overspænding og ikke lade det indlæse, vil den termiske tilstand for relækraftelementerne være ret stressende. Derfor har forfatteren af ​​udviklingen alligevel lænet sig mod muligheden med en kontrolleret afbryder, kort med et pauserelæ ( relæ - tur). Faktum er, at kredsløbet i denne udførelsesform er enklere og ikke har elementer med en termisk belastning, og brudsrelæet styres af en tyristor i TO-92-pakken. Termoafbryderen har selv pålidelige kontakter, som takket være det specielle design åbner og lukker (gennem den eksterne knap) med høj hastighed. Dette produkt er netop oprettet (af velrenommerede virksomheder) til pålidelig drift som en strømledning. Alt det ovenstående og den positive oplevelse af raffinering af breakeren for at yde ekstern kontrol inspirerede nu udvikleren til at forbedre dette produkt, som er meget praktisk for ONS, til at skabe et fuldgyldigt pauserelæ med kontrol til at slukke og tænde.Baseret på de resultater, der allerede ses som positive (af erfaring), vil forfatteren helt sikkert give en ny besked. Afslutningsvis giver vi nogle resultater, der yderligere illustrerer fordelene ved ONS. Med hensyn til design, som det ses nedenfor, er fordelen, at det kan indbygges i de fleste af de eksisterende bygninger, det vil sige, det giver meget mening at lave et specielt tilfælde (med attraktive "ting"). Som vist tidligere kan ONS indbygges i koblingsbokse, selv til montering i direkte indretning. Lad os starte illustrationen med det sidste testede sæt, her er det:

I det nederste rum er der en køler med en strømtransformator, en filterkondensator (der kan være varistorer) og en shunt triac. Dette design er kun lavet til test og personlig brug i fremtiden. For den generelle forbruger skal det naturligvis være anderledes. For eksempel bør de øverste reden udelukkes, da de er farlige for børn. Gør aldrig dette i dine kreative workshops! 

Og her er en video, der viser bekvemmeligheden ved knappetest, især inden du overleverer (sælger) et produkt til en forbruger:

Tryk på knappen

Og her er en video, der viser bekvemmeligheden ved en "glat" test i et af mine første break relæ-design:

Glat test

Se nu, hvordan det er muligt at integrere ONS i kroppen på en 9-udløbsfilter-splitter, der er fremstillet af V.I.-TOK, til tre separate forretninger:

Og selv i et sådant tilfælde (strimmelradiatorer med parallelle transistorer er placeret på siderne):

Og her er hvordan ONS kan arrangeres i en kasse under en dobbelt udgang, med en køler 40x10 mm, til skjult installation i en ikke-brændbar væg:

Udvikleren lavede selvfølgelig alle de elektroniske tavler med volumetrisk installation uden smd-elementer, derfor, med normal moderne installation, vil layoutindstillingerne naturligvis være endnu højere.

Nå, vi deler nu den tilfældige oplevelse, der vil være nyttig for mange. Udvikleren bruger DT-838 multimeter, da den også måler temperaturen ved hjælp af en lav-inerti termoelement, hvilket er meget praktisk at teste det. Så endnu tidligere skiftede kontakten ofte, og stoppede derefter generelt med at slukke for enheden, skønt den målte normalt. Dette tvunget til at sætte en miniatyr glidekontakt i strømkredsen. Og for nylig (i testens varme), stak forfatteren af ​​udviklingen en 220 V-enhed, der målte en modstand ved grænsen 2000 før det. Han kom til sans i tide ved hjælp af et antal numre, men modstandsmålingerne forsvandt. På andre grænser blev intet forstyrret (meget til min overraskelse). Efter obduktionen blev den ødelagte smd-modstand (R15) fundet, kravlet gennem fora og genkendt den omtrentlige værdi - 1,5 k, fandt kun 1,87 (præcision), loddet den og målte derefter den samme - afvigelsen er mindre end 0,01. Han kontrollerede alle andre grænser og blev endnu mere overrasket - hvad en forbløffende overlevelsesevne (et udtryk fra teorien om pålidelighed!). Til din opmærksomhed et visuelt eksempel: