Design av synkron spenningsbegrenser
Alle som har lest tidligere innlegg om et grunnleggende nytt overspenningsbeskyttelsesapparat - om synkron begrenser, og spesielt de som er kjent med å bytte strømforsyning til moderne datamaskin og annet utstyr, tenkte øyeblikkelig de to hovedvanskelighetene som ikke er så lette å overvinne. Dette er en veldig høy strømpuls når strømmen er slått på, spesielt hvis flere enheter er koblet til ONS (og dette er som regel), og for det andre varmespredning på forkoblingen, i forbindelse med en konvensjonell ballastmotstand (av erfaring fra mange), De blir sett på som slike som tviler på ideen om en slik spenningsbegrensning.
På spørsmålet om varme har utvikleren allerede gitt noen forklaringer i forrige artikkel, nå vil han supplere dem med følgende kommentarer. Hvis vi ser på en klassisk autotransformator, har den også varmeavledning, og til og med slike ulemper (sammenlignet med ONS) som vekten og mulig brum under drift. Hvis vi vurderer en moderne stabilisator for 500 watt (minimumseffektnivået), kan vi i henhold til virkningsgraden, som er et gjennomsnitt på 97%, beregne effekten spredt av transformatoren, og det viser seg å være omtrent 15 watt ved nominell belastning og viktigst ved normal spenning (!) . I ONS, på ballast, med en slik belastning og en nettverksspenning på omtrent 255 V (ONS begynner å kutte amplituden fra 245 i effektiv spenning) i henhold til den omtrentlige beregningen, som forfatteren forklarte tidligere (under hensyntagen til pulssens driftssyklus - biter av "overflødig amplitude"), vil være skille seg ut omtrent 10 watt. Han gjorde denne sammenligningen bare for å fjerne tvil om rasjonaliteten ved å bruke aktiv ballast for synkron spenningsbegrensning. Å sammenligne det klassiske prinsippet med det foreslåtte er selvfølgelig for et spesifikt bruksområde. Tross alt bestemmes alt av nettverket selv, dets ustabilitet, belastningenes art, konstant og tilfeldig, og spenningskravene til forbrukere, andre faktorer. Derfor vurderer vi videre spørsmålet om russtrøm.
I de første prototypene brukte utvikleren KT818BM-transistoren for ballast, og han tålte startstrømmen til to TV-er opp til 100 watt total effekt. Deretter begynte forfatteren å bruke Darlington-transistoren ved 8-10 A i TO-220-pakken (for små saker), inkludert med parallell tilkobling. Han satte ikke målet om å oppnå maksimal startstrøm, siden det var et stadium å teste kretsen på andre problemer, inkludert kontroll av reléavstengning og avstengning ved hjelp av en kontrollert bryter (med en strømknapp). Ved utgangen av fjoråret klarte utvikleren å lage en krets med reléet tilbake til fungerende (frakoblet) tilstand da spenningen ble redusert til normal. En slik begrenser ble introdusert i en tidligere artikkel. Deretter ble den samme saken lagt til den presenterte saken, men allerede med en kjøler og en strømtransformator (som kjøleren drives fra) og temperaturtester ble utført.De viste at ONS, foreløpig rangert for 250 watt last med hyppige overspenninger opp til 250-255 V, tilsvarer dette og tåler (ved varme) kortsiktige overspenninger på dette nivået og med en høyere lastekraft, opp til 400-500 watt. Jeg tror mange forstår at oppvarmingstemperaturen til radiatoren, og derfor den endelige kraften som frigis på ballasten (som en del av lastkraften), bestemmes av det effektive området til radiatoren, kjøligere ytelse og ventilasjonsegenskaper til selve begrenserkassen. Derfor forfatteren gir ikke her spesifikke resultater av termiske tester (som det er vanlig i beskrivelsen av noe produkt av denne typen). Vi presenterer bare en graf som illustrerer hovedegenskapen til ONS for en lastkraft på ca. 10 W:
For mer kraft trenger du en kraftig inngangsspenningsregulator. Men det er absolutt ingen grunn til å gjøre dette, siden det skal være klart for alle at ved høye strømmer vil reguleringen som er karakteristisk for ballasttransistoren være brattere, det vil si at den øvre delen av grafen vil være mer skånsom.
Men tilbake til startstrømmen. Etter de termiske testene, skrudd utvikleren uten å nøle på netbook-adapteren gjennom ONS, som ble utpreget av dens "harde" oppstart (som jeg husket tidligere av sin sterke gnistuttak). En påfølgende ballasttest (med mikroknapp) viste at transistoren (i TO-220) ikke kunne tåle den. Å måle strømpulsen med en spesiell enhet viste en verdi på omtrent 20 A (vurder dette i din praksis!). Da kom beslutningen om å beskytte transistoren, og samtidig relékontaktene og termoreléet av en shunt triac (av samme versjon). Kretsen er enkel, mellom katoden og kontrollelektroden er en kraftig motstand i størrelsesorden 0,47 Ohm slått på. Med en startstrøm som varer omtrent 5 ms, vil triacen åpne seg og vil passere det meste av strømmen gjennom seg selv. Men det viktigste er at dette vil sikre påliteligheten til kontaktene ovenfor. Faktum er at selv om relékontaktene er designet for 10-16 A, har alle reléer muligheten til å "sakte" sakte når strømmen er slått av, det vil si at kontaktene helt sikkert vil gnist (som en glitrende stikkontakt) og kan til og med sveises til hverandre. Termiske relékontakter er enda svakere i så måte - i den mest praktiske modellen er de designet for 5 A.
Dermed er ONS-ordningen endelig (antagelig) etablert for å løse alle hovedfunksjonene i applikasjonen. Som allerede nevnt, er alternativet med et miniatyrrelé, som nå kan gå tilbake til sin opprinnelige ventetilstand, det mest komplekse i kretsplanen og har den betydelige ulempen at reléet må holdes på i ubestemt lang tid. Mange vet at en sak er sannsynlig. null klippe og utseendet i leilighetsnettet på en spenning på mer enn 300, eller til og med alle 380 volt (mest sannsynlig, selvfølgelig, i tilfelle alvorlige ulykker og naturkatastrofer i området til din transformatorstasjon eller på en lang åpen linje). Selv om ONS relékrets, ved beregning, må tåle en slik overspenning, og ikke la den laste, vil den termiske modusen til relékraftelementene være ganske belastende .. Derfor lente forfatteren av utviklingen seg likevel mot alternativet med en kontrollert bryter, kort - med et pauserelé ( stafett - tur). Fakta er at kretsen i denne utførelsen er enklere og ikke har elementer med termisk belastning, og brytereléet styres av en tyristor i TO-92-pakken. Termobryteren i seg selv har pålitelige kontakter, som takket være den spesielle designen, åpner og lukker (gjennom den eksterne knappen) med høyt tempo. Dette produktet er nettopp opprettet (av anerkjente selskaper) for pålitelig drift som en kraftledning. Alt dette og den positive opplevelsen av å foredle bryteren for å gi ekstern kontroll inspirerte nå utvikleren til å forbedre dette produktet, som er veldig praktisk for ONS, for å skape et fullverdig pauserelé, med kontroll for å slå av og på.Basert på resultatene som allerede er sett på som positive (av erfaring), vil forfatteren definitivt komme med en ny melding. Avslutningsvis gir vi noen resultater som ytterligere illustrerer fordelene med ONS. Når det gjelder utforming, som det kan sees nedenfor, er fordelen at den kan bygges inn i de fleste av de eksisterende bygningene, det vil si at det gir liten mening å lage en spesiell sak (med attraktive "ting"). Som vist tidligere, kan ONS bygges inn i koblingsbokser, selv for montering i flukt. La oss starte illustrasjonen med det siste settet som ble testet, her er det:
I det nedre rommet er det en kjøligere med en strømtransformator, en filterkondensator (det kan være varistorer) og en shunt triac. Dette designet er kun laget for testing og personlig bruk i fremtiden. For den generelle forbrukeren skal det selvfølgelig være annerledes. For eksempel bør de øvre reirene utelukkes, siden de er farlige for barn. Gjør dette aldri i dine kreative verksteder!
Og her er en video som viser bekvemmeligheten med knappetester, spesielt før du overleverer (selger) et produkt til en forbruker:
Og her er en video som viser bekvemmeligheten med en "glatt" test i en av mine første pauserelé-design:
Se nå hvordan det er mulig å integrere ONS i karosseriet til en 9-utløpers filter-splitter produsert av V.I.-TOK, for tre separate uttak:
Og selv i et slikt tilfelle (stripe-radiatorer med transistorer koblet parallelt er plassert på sidene):
Og her er hvordan ONS kan ordnes i en boks under et dobbelt uttak, med en kjøligere 40x10 mm, for skjult installasjon i en ikke-brennbar vegg:
Utvikleren gjorde selvfølgelig alle elektroniske tavler med volumetrisk installasjon, uten smd-elementer. Derfor, med vanlig moderne installasjon, vil selvfølgelig layoutalternativene være enda høyere.
Nå, nå deler vi en tilfeldig opplevelse som vil være nyttig for mange. Utvikleren bruker DT-838 multimeter, siden den også måler temperaturen ved hjelp av et lavt treghets termoelement, noe som er veldig praktisk å teste det. Så, tidligere, søppel bryteren ofte søppel, og sluttet vanligvis å slå av enheten, selv om den målte normalt. Dette tvunget til å sette en miniatyr glidebryter i strømkretsen. Og for nylig (i testens hete) stakk forfatteren av utviklingen en 220 V-enhet, og målte en motstand på grensen 2000 før det. Han kom til sansene i tid ved å bruke et antall tall, men motstandsmålingene forsvant. På andre grenser var ingenting forstyrret (mye til min overraskelse). Etter obduksjonen ble den ødelagte smd-motstanden (R15) funnet, kravlet gjennom forumene og anerkjent den omtrentlige verdien - 1,5 k, fant bare 1,87 (presisjon), loddet den og målte deretter den samme - avviket er mindre enn 0,01. Han sjekket alle andre grenser og ble enda mer overrasket - hva en fantastisk overlevelsesevne (et begrep fra teorien om pålitelighet!). Et visuelt eksempel til din oppmerksomhet:
Laster inn ...
