Aufbau eines synchronen Spannungsbegrenzers
Jeder, der frühere Beiträge über ein grundlegend neues Überspannungsschutzgerät gelesen hat Synchronbegrenzerund insbesondere diejenigen, die mit dem Schalten von Netzteilen moderner Computer und anderer Geräte vertraut sind, haben offensichtlich sofort an die beiden Hauptschwierigkeiten gedacht, die nicht so einfach zu überwinden sind. Dies ist ein sehr hoher Stromimpuls beim Einschalten der Stromversorgung, insbesondere wenn mehrere Geräte an das ONS angeschlossen sind (und dies ist in der Regel der Fall), und zweitens die Wärmeableitung am Vorschaltgerät in Verbindung mit einem herkömmlichen Vorschaltgerätwiderstand (aus der Erfahrung vieler). Sie werden als Zweifel an der Idee einer solchen Spannungsbegrenzung angesehen.
Zum Thema Wärme hat der Entwickler bereits im vorherigen Artikel einige Erklärungen abgegeben, die er nun mit den folgenden Kommentaren ergänzen wird. Wenn wir uns einen klassischen Spartransformator ansehen, dann hat er auch eine Wärmeableitung und sogar solche Nachteile (im Vergleich zu ONS) wie das Gewicht und das mögliche Brummen während des Betriebs. Wenn wir einen modernen Stabilisator für 500 Watt (das Mindestleistungsniveau) in Betracht ziehen, können wir anhand des Wirkungsgrads, der durchschnittlich 97% beträgt, die vom Transformator verbrauchte Leistung berechnen, die sich bei Nennlast und vor allem bei normaler Spannung (!) Auf etwa 15 Watt beläuft. . Im ONS wird bei Vorschaltgerät mit einer solchen Last und einer Netzspannung von etwa 255 V (das ONS beginnt, die Amplitude ab 245 in der effektiven Spannung zu verringern) gemäß der ungefähren Berechnung, die der Autor zuvor erklärt hat (unter Berücksichtigung des Tastverhältnisses der Impulse - Teile mit "überschüssiger Amplitude") stechen etwa 10 Watt hervor. Er führte diesen Vergleich nur durch, um Zweifel an der Rationalität der Verwendung von aktivem Vorschaltgerät zur synchronen Begrenzung der Spannung auszuräumen. Vergleichen Sie das klassische Prinzip natürlich mit dem vorgeschlagenen für einen bestimmten Anwendungsort. Schließlich wird alles vom Netzwerk selbst, seiner Instabilität, der Art der konstanten und zufälligen Lasten und den Spannungsanforderungen für die Verbraucher bestimmt, andere Faktoren. Daher betrachten wir das Problem des Einschaltstroms weiter.
Bei den ersten Prototypen verwendete der Entwickler den Transistor KT818BM als Vorschaltgerät und hielt dem Anlaufstrom von zwei Fernsehgeräten mit einer Gesamtleistung von bis zu 100 Watt stand. Anschließend begann der Autor, den Darlington-Transistor bei 8-10 A im TO-220-Gehäuse (für kleine Gehäuse) zu verwenden, auch mit Parallelschaltung. Er hat sich dann nicht das Ziel gesetzt, den maximalen Anlaufstrom zu erreichen, da es eine Phase gab, in der der Stromkreis auf andere Probleme getestet wurde, einschließlich der Steuerung der Relaisabschaltung und -abschaltung mittels eines gesteuerten Leistungsschalters (mit einem Netzschalter). Ende letzten Jahres gelang es dem Entwickler, eine Schaltung herzustellen, bei der das Relais in den Betriebszustand (getrennt) zurückkehrte, als die Spannung auf den Normalwert reduziert wurde. Ein solcher Begrenzer wurde in einem früheren Artikel eingeführt. Dann wurde der gleiche Fall zu dem vorgestellten Fall hinzugefügt, jedoch bereits mit einem Kühler und einem Stromwandler (von dem der Kühler gespeist wird), und es wurden Temperaturtests durchgeführt.Sie zeigten, dass das ONS, das vorläufig für 250 Watt Last mit häufigen Überspannungen bis zu 250-255 V ausgelegt ist, diesem entspricht und (durch Hitze) kurzfristigen Überspannungen dieses Niveaus und mit einer höheren Lastleistung von bis zu 400-500 Watt standhält. Ich denke, viele verstehen, dass die Heiztemperatur des Kühlers und damit die am Vorschaltgerät abgegebene Endleistung (als Teil der Lastleistung) durch die effektive Fläche des Kühlers, die Kühlerleistung und die Belüftungseigenschaften des Begrenzergehäuses selbst bestimmt wird. Daher liefert der Autor hier keine spezifischen Ergebnisse von thermischen Tests (wie es in der Beschreibung eines Produkts dieser Art üblich ist). Wir präsentieren nur eine Grafik, die die Hauptcharakteristik von ONS für eine Lastleistung von ca. 10 W darstellt:
Für mehr Leistung benötigen Sie einen leistungsstarken Eingangsspannungsregler. Dies ist jedoch absolut nicht erforderlich, da jedem klar sein sollte, dass bei hohen Strömen die Regelcharakteristik des Ballasttransistors steiler ist, dh der obere Teil des Diagramms sanfter ist.
Aber zurück zum Anlaufstrom. Nach den thermischen Tests schaltete der Entwickler den Netbook-Adapter ohne zu zögern über das ONS ein, was sich durch seinen „harten“ Start auszeichnete (an den ich mich früher durch seine Stärke erinnerte Funkenauslässe) Ein anschließender Ballasttest (mit einem Mikroknopf) zeigte, dass der Transistor (in TO-220) es nicht aushalten konnte. Die Messung des Stromimpulses mit einem speziellen Gerät ergab einen Wert von ca. 20 A (berücksichtigen Sie dies in Ihrer Praxis!). Dann kam die Entscheidung, den Transistor und gleichzeitig die Relaiskontakte und das Thermorelais durch einen Shunt-Triac (derselben Version) zu schützen. Die Schaltung ist einfach, zwischen der Kathode und der Steuerelektrode wird ein leistungsfähiger Widerstand in der Größenordnung von 0,47 Ohm eingeschaltet. Wenn der Anlaufstrom etwa 5 ms dauert, öffnet sich der Triac und leitet den größten Teil des Stroms durch sich selbst. Die Hauptsache ist jedoch, dass dies die Zuverlässigkeit der oben genannten Kontakte gewährleistet. Tatsache ist, dass obwohl die Relaiskontakte für 10-16 A ausgelegt sind, alle Relais die Fähigkeit haben, sich langsam auszulösen, wenn die Stromversorgung ausgeschaltet ist, das heißt, die Kontakte werden mit Sicherheit funken (wie eine funkelnde Buchse) und können sogar miteinander verschweißt werden. Die thermischen Relaiskontakte sind in dieser Hinsicht noch schwächer - im bequemsten Modell sind sie für 5 A ausgelegt.
Somit wurde das ONS-Schema (vermutlich) endgültig zur Lösung aller Hauptmerkmale seiner Anwendung etabliert. Wie bereits erwähnt, ist die Option mit einem Miniaturrelais, das nun in seinen ursprünglichen Standby-Zustand zurückkehren kann, die komplexeste im Schaltplan und hat den erheblichen Nachteil, dass das Relais unbegrenzt lange eingeschaltet bleiben muss. Viele Menschen wissen, dass ein Fall wahrscheinlich ist. Null Klippe und das Auftreten einer Spannung von mehr als 300 oder sogar aller 380 Volt im Wohnungsnetz (höchstwahrscheinlich natürlich bei schweren Unfällen und Naturkatastrophen im Bereich Ihres Umspannwerks oder auf einer langen offenen Leitung). Obwohl die ONS-Relaisschaltung rechnerisch einer solchen Überspannung standhalten muss, damit sie nicht belastet werden kann, ist der thermische Modus der Relaisleistungselemente ziemlich stressig. Daher neigte der Autor der Entwicklung dennoch kurz zur Option mit einem gesteuerten Leistungsschalter - mit einem Bremsrelais ( Relaisauslösung). Tatsache ist, dass die Schaltung in dieser Ausführungsform einfacher ist und keine Elemente mit einer thermischen Last aufweist und das Bremsrelais von einem Thyristor im TO-92-Gehäuse gesteuert wird. Der Thermoschalter selbst verfügt über zuverlässige Kontakte, die sich dank des speziellen Designs (über die externe Taste) mit hoher Geschwindigkeit öffnen und schließen lassen. Dieses Produkt wurde gerade (von seriösen Unternehmen) für den zuverlässigen Betrieb als Stromleitungsfreigabe entwickelt. All dies und die positiven Erfahrungen mit der Verfeinerung des Leistungsschalters zur Bereitstellung einer externen Steuerung haben den Entwickler nun dazu inspiriert, dieses für das ONS sehr praktische Produkt weiter zu verbessern, um ein vollwertiges Bremsrelais mit Steuerung zum Ein- und Ausschalten zu schaffen.Basierend auf den Ergebnissen, die bereits (aus Erfahrung) als positiv angesehen werden, wird der Autor definitiv eine weitere Nachricht senden. Zusammenfassend liefern wir einige Ergebnisse, die die Vorteile von ONS weiter veranschaulichen. In Bezug auf das Design besteht der Vorteil, wie unten zu sehen ist, darin, dass es in die meisten vorhandenen Gebäude eingebaut werden kann, dh es macht wenig Sinn, einen Sonderfall (mit attraktiven "Dingen") zu erstellen. Wie bereits gezeigt, kann ONS auch für die Unterputzmontage in Anschlusskästen integriert werden. Beginnen wir die Abbildung mit dem zuletzt getesteten Kit. Hier ist es:
Im unteren Fach befindet sich ein Kühler mit einem Stromwandler, einem Filterkondensator (möglicherweise Varistoren) und einem Shunt-Triac. Dieses Design ist nur für Tests und den persönlichen Gebrauch in der Zukunft vorgesehen. Für den allgemeinen Verbraucher sollte es natürlich anders sein. Zum Beispiel sollten die oberen Nester ausgeschlossen werden, da sie für Kinder gefährlich sind. Mach das niemals in deinen kreativen Workshops!
Und hier ist ein Video, das die Bequemlichkeit von Tastentests zeigt, insbesondere bevor ein Produkt an einen Verbraucher übergeben (verkauft) wird:
Und hier ist ein Video, das die Bequemlichkeit eines „reibungslosen“ Tests in einem meiner ersten Bremsrelais-Designs demonstriert:
Schauen Sie sich nun an, wie es möglich ist, ONS für drei separate Ausgänge in den Körper eines von V.I.-TOK hergestellten 9-Auslass-Filterteilers zu integrieren:
Und auch in einem solchen Fall (Streifenstrahler mit parallel geschalteten Transistoren befinden sich an den Seiten):
Und so kann ONS in einer Box unter einem Doppelauslass mit einem Kühler von 40 x 10 mm für die versteckte Installation in einer nicht brennbaren Wand angeordnet werden:
Der Entwickler hat natürlich alle elektronischen Karten mit volumetrischer Installation ohne smd-Elemente erstellt, daher werden bei normaler moderner Installation die Layoutoptionen natürlich noch höher sein.
Nun teilen wir die zufällige Erfahrung, die für viele nützlich sein wird. Der Entwickler verwendet das Multimeter DT-838, da es auch die Temperatur mit einem Thermoelement mit geringer Trägheit misst, was zum Testen sehr praktisch ist. Daher hat der Schalter noch früher häufig Junk-Speicher ausgelöst und das Gerät im Allgemeinen nicht mehr ausgeschaltet, obwohl er normal gemessen wurde. Dies zwang dazu, einen Miniaturschiebeschalter in den Stromkreis zu stecken. Und erst kürzlich (in der Hitze des Testens) steckte der Autor der Entwicklung ein 220-V-Gerät fest, das zuvor einen Widerstand an der Grenze von 2000 maß. Er kam rechtzeitig mit einer Reihe von Zahlen zur Besinnung, aber die Widerstandsmessungen verschwanden. An anderen Grenzen wurde nichts gestört (sehr zu meiner Überraschung). Nach der Autopsie wurde der zerstörte smd-Widerstand (R15) gefunden, durch die Foren gekrochen und der ungefähre Wert erkannt - 1,5 k, nur 1,87 (Genauigkeit) gefunden, gelötet und dann derselbe gemessen - die Abweichung beträgt weniger als 0,01. Er überprüfte alle anderen Grenzen und war noch mehr überrascht - was für eine erstaunliche Überlebensfähigkeit (ein Begriff aus der Zuverlässigkeitstheorie!). Zu Ihrer Aufmerksamkeit ein visuelles Beispiel:
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