Konstrukcja synchronicznego ogranicznika napięcia
Każdy, kto przeczytał poprzednie posty o całkowicie nowym urządzeniu przeciwprzepięciowym ogranicznik synchroniczny, a zwłaszcza ci, którzy są zaznajomieni z przełączaniem zasilaczy nowoczesnego komputera i innego sprzętu, od razu pomyśleli oczywiście o dwóch głównych trudnościach, które nie są tak łatwe do pokonania. Jest to impuls o bardzo wysokim prądzie, gdy zasilanie jest włączone, zwłaszcza jeśli do ONS jest podłączonych kilka urządzeń (i to z reguły tak jest), a po drugie rozpraszanie ciepła na stateczniku, w połączeniu z konwencjonalnym rezystorem statecznika (z doświadczenia wielu), są postrzegane jako podważające samą ideę takiego ograniczenia napięcia.
W kwestii ciepła deweloper podał już wyjaśnienia w poprzednim artykule, teraz uzupełni je następującymi komentarzami. Jeśli spojrzymy na klasyczny autotransformator, to ma on również rozpraszanie ciepła, a nawet takie wady (w porównaniu do ONS), jak ciężar i możliwy szum podczas pracy. Jeśli weźmiemy pod uwagę nowoczesny stabilizator na 500 watów (minimalny poziom mocy), to zgodnie ze sprawnością, która wynosi średnio 97%, możemy obliczyć moc rozproszoną przez transformator, i okazuje się, że wynosi około 15 watów przy obciążeniu znamionowym, a co najważniejsze przy normalnym napięciu (!) . W ONS, na stateczniku, przy takim obciążeniu i napięciu sieciowym około 255 V (ONS zaczyna obniżać amplitudę, zaczynając od 245 napięcia skutecznego) zgodnie z przybliżonymi obliczeniami, które autor wyjaśnił wcześniej (biorąc pod uwagę cykl roboczy impulsów - kawałków „nadwyżki amplitudy”), nastąpi wyróżniać się około 10 watów. Dokonał tego porównania tylko w celu rozwiania wątpliwości co do racjonalności wykorzystania aktywnego statecznika do synchronicznego ograniczenia napięcia. Porównaj oczywiście klasyczną zasadę z proponowaną dla konkretnego miejsca zastosowania. W końcu wszystko zależy od samej sieci, jej niestabilności, charakteru obciążeń, stałych i losowych oraz wymagań dotyczących napięcia od odbiorców, innych czynników. Dlatego dalej rozważamy kwestię prądu rozruchowego.
W pierwszych prototypach twórca użył tranzystora KT818BM jako statecznika i wytrzymał prąd rozruchowy dwóch telewizorów o łącznej mocy do 100 watów. Następnie autor zaczął używać tranzystora Darlingtona przy 8-10 A w pakiecie TO-220 (dla małych obudów), w tym z połączeniem równoległym. Nie wyznaczył sobie celu osiągnięcia maksymalnego prądu rozruchowego, ponieważ był etap testowania obwodu w innych kwestiach, w tym kontroli odcięcia przekaźnika i odcięcia za pomocą kontrolowanego wyłącznika (z przyciskiem zasilania). Pod koniec ubiegłego roku deweloperowi udało się stworzyć obwód z przekaźnikiem powracającym do stanu roboczego (odłączonego), jednocześnie obniżając napięcie do normy. Taki ogranicznik wprowadzono w poprzednim artykule. Następnie do prezentowanej skrzynki dodano tę samą obudowę, ale już z chłodnicą i przekładnikiem prądowym (z którego zasilana jest chłodnica) i przeprowadzono testy temperatury.Wykazali, że ONS, wstępnie oszacowany na 250 watów obciążenia z częstymi przepięciami do 250-255 V, odpowiada temu i może wytrzymać (pod wpływem ciepła) krótkotrwałe przepięcia tego poziomu i przy wyższej mocy obciążenia, do 400-500 watów. Myślę, że wielu rozumie, że temperatura ogrzewania grzejnika, a zatem ostateczna moc uwalniana na statecznik (jako część mocy obciążenia) jest określona przez efektywny obszar grzejnika, wydajność chłodnicy i właściwości wentylacyjne samego korpusu ogranicznika. Dlatego autor nie podaje tutaj konkretnych wyników badań termicznych (jak to jest zwyczajowo w opisie każdego produktu tego rodzaju). Prezentujemy tylko wykres ilustrujący główną charakterystykę ONS dla mocy obciążenia około 10 W:
Aby uzyskać więcej mocy, potrzebujesz mocnego regulatora napięcia wejściowego. Ale absolutnie nie ma takiej potrzeby, ponieważ dla wszystkich powinno być jasne, że przy wysokich prądach charakterystyka regulacji tranzystora statecznikowego będzie bardziej stroma, to znaczy górna część wykresu będzie bardziej delikatna.
Ale wracając do prądu rozruchowego. Po testach termicznych deweloper bez wahania włączył adapter netbooka przez ONS, który wyróżniał się „trudnym” uruchomieniem (o czym wcześniej wspominałem silnym iskrzenie w wylocie) Kolejny test statecznika (z mikroprzyciskiem) wykazał, że tranzystor (w TO-220) nie mógł tego znieść. Pomiar impulsu prądu za pomocą specjalnego urządzenia wykazał wartość około 20 A (weź to pod uwagę w swojej praktyce!). Następnie podjęto decyzję o ochronie tranzystora, a jednocześnie przekaźnika styka się z przekaźnikiem termicznym triakiem bocznikowym (tej samej wersji). Obwód jest prosty, między katodą a elektrodą sterującą włączany jest potężny rezystor rzędu 0,47 oma. Przy prądzie rozruchowym, który trwa około 5 ms, triak otworzy się i przejdzie przez siebie większość prądu. Ale najważniejsze jest to, że zapewni to niezawodność powyższych kontaktów. Faktem jest, że chociaż styki przekaźnika są zaprojektowane dla 10-16 A, wszystkie przekaźniki mają zdolność „zwolnienia”, gdy zasilanie jest wyłączone, to znaczy, że styki z pewnością iskrzą (jak iskrzące gniazdo), a nawet mogą być ze sobą zespawane. Styki przekaźników termicznych są pod tym względem jeszcze słabsze - w najwygodniejszym modelu są przeznaczone na 5 A.
W ten sposób schemat ONS został ostatecznie (przypuszczalnie) rozwiązany w celu rozwiązania wszystkich głównych cech jego zastosowania. Jak już wspomniano, opcja z miniaturowym przekaźnikiem, który może teraz powrócić do pierwotnego stanu gotowości, jest najbardziej złożona w schemacie obwodu i ma znaczną wadę, że przekaźnik musi być włączony przez czas nieokreślony. Wiele osób wie, że prawdopodobny jest przypadek. zero klifu oraz pojawienie się w sieci mieszkaniowej napięcia przekraczającego 300, a nawet wszystkich 380 woltów (najprawdopodobniej w przypadku poważnych wypadków i klęsk żywiołowych w okolicy podstacji lub na długiej otwartej linii). Chociaż obwód przekaźnika ONS, zgodnie z obliczeniami, musi wytrzymać takie przepięcie, nie pozwalając mu na obciążenie, tryb termiczny elementów mocy przekaźnika będzie dość stresujący. Dlatego autor opracowania skłaniał się jednak do opcji z kontrolowanym wyłącznikiem, krótko - z przekaźnikiem wyłączającym ( przekaźnik - wyłączenie). Faktem jest, że obwód w tym przykładzie wykonania jest prostszy i nie ma elementów z obciążeniem termicznym, a przekaźnik przerwania jest sterowany przez tyrystor w pakiecie TO-92. Sam termo-wyłącznik ma niezawodne styki, które dzięki specjalnej konstrukcji otwierają się i zamykają (za pomocą przycisku zewnętrznego) z dużą prędkością. Ten produkt został właśnie stworzony (przez renomowane firmy) w celu niezawodnego działania jako uwolnienie linii zasilania. Wszystkie powyższe i pozytywne doświadczenia z udoskonalenia wyłącznika w celu zapewnienia kontroli zewnętrznej zainspirowały teraz programistę do dalszego ulepszania tego produktu, który jest bardzo wygodny dla ONS, do stworzenia pełnoprawnego przekaźnika przerwania z kontrolą do wyłączania i włączania.Na podstawie wyników, które są już postrzegane jako pozytywne (z doświadczenia), autor z pewnością wyśle inną wiadomość. Podsumowując, przedstawiamy niektóre wyniki, które dodatkowo ilustrują zalety ONS. Pod względem projektowania, jak widać poniżej, zaletą jest to, że można go wbudować w większość istniejących budynków, to znaczy, że nie ma sensu tworzyć specjalnego przypadku (z atrakcyjnymi „rzeczami”). Jak pokazano wcześniej, ONS można wbudować w puszki przyłączeniowe, nawet w przypadku montażu podtynkowego. Zacznijmy od ostatniego przetestowanego zestawu, oto on:
W dolnej komorze znajduje się chłodnica z przekładnikiem prądowym, kondensator filtrujący (mogą być warystory) i triak bocznikowy. Ten projekt jest przeznaczony wyłącznie do testowania i do użytku osobistego w przyszłości. Dla ogólnego konsumenta powinno być oczywiście inaczej. Na przykład należy wykluczyć górne gniazda, ponieważ są niebezpieczne dla dzieci. Nigdy nie rób tego w swoich kreatywnych warsztatach!
A oto film pokazujący wygodę testowania przycisków, szczególnie przed przekazaniem (sprzedaży) produktu konsumentowi:
A oto film pokazujący wygodę „płynnego” testu w jednym z moich pierwszych projektów przekaźników:
Zobaczmy teraz, jak można zintegrować ONS z obudową 9-wylotowego rozdzielacza filtrów produkcji V.I.-TOK, dla trzech oddzielnych gniazd:
I nawet w takim przypadku (grzejniki taśmowe z tranzystorami połączonymi równolegle znajdują się po bokach):
A oto, w jaki sposób ONS można umieścić w pudełku pod podwójnym wylotem, z chłodnicą 40x10 mm, do ukrytego montażu w niepalnej ścianie:
Deweloper wykonał wszystkie tablice elektroniczne, oczywiście z instalacją wolumetryczną, bez elementów smd, dlatego przy normalnej nowoczesnej instalacji opcje układu będą oczywiście jeszcze wyższe.
Cóż, teraz dzielimy się przypadkowym doświadczeniem, które będzie przydatne dla wielu. Deweloper używa multimetru DT-838, ponieważ mierzy również temperaturę za pomocą termopary o niskiej bezwładności, co jest bardzo wygodne do testowania. Tak więc, nawet wcześniej, przełącznik często bywa niepotrzebny, a następnie generalnie przestaje wyłączać urządzenie, chociaż mierzy normalnie. Zmusiło to do umieszczenia miniaturowego przełącznika suwakowego w obwodzie zasilania. Niedawno (w ogniu testów) autor opracowania umieścił urządzenie 220 V, mierząc opornik na granicy 2000 r. Wcześniej wyczuł zmysły, używając szeregu liczb, ale pomiary rezystancji zniknęły. Na innych granicach nic nie zostało zakłócone (ku mojemu zaskoczeniu). Po sekcji zwłok znaleziono zniszczony rezystor smd (R15), przeczołgał fora i rozpoznał przybliżoną wartość - 1,5 k, znalazł tylko 1,87 (precyzja), przylutował ją, a następnie zmierzył ten sam - odchylenie jest mniejsze niż 0,01. Sprawdził wszystkie inne granice i był jeszcze bardziej zaskoczony - co za niesamowita przeżywalność (termin z teorii niezawodności!). Wasz przykład wizualny:
Ładowanie...
