Быстродействующая 3-ступенчатая защита аппаратуры - Защита - Источники питания - Каталог статей - RADIOAMATOR
Изобретатель радио Суббота, 10.12.2016, 01:09
RADIOAMATOR
Поиск позывных в российском Callbook'e:
ON-LINE поиск предоставлен сервером QRZ.RU

Приветствую Вас Гость | RSS
Выбрать язык / Select language:
Ukranian
English
French
German
Japanese
Italian
Portuguese
Spanish
Danish
Chinese
Korean
Arabic
Czech
Estonian
Belarusian
Latvian
Greek
Finnish
Serbian
Bulgarian
Turkish
Поиск по сайту
Меню сайта
Категории раздела
Блоки питания [41]
Ремонт блоков питания [21]
Зарядные устройства [21]
Регуляторы мощности [13]
Преобразователи напряжения [10]
Защита [19]
Стабилизаторы переменного тока [4]
БП для трансивера [8]
Аккумуляторы [6]
Стабилизаторы постоянного тока [4]
Умножители [2]
Друзья сайта
Главная » Статьи » Источники питания » Защита

Быстродействующая 3-ступенчатая защита аппаратуры

Быстродействующая 3-ступенчатая защита аппаратуры
В.ГРИЧКО, г.Краснодар.
 
Разрабатывая свое устройство, я попытался учесть те ошибки, которые встречались в аналогичных схемах.
 
 Все защитные элементы схемы (рис.1) устанавливаются по линиям питания, после предохранителей. Предохранителей должно быть обязательно два, чтобы отключать сразу оба сетевых провода (фазу и нейтраль). Необходимо учитывать возможность выхода из строя защитных элементов при бросках напряжения в сети, поэтому ко всем деталям устройства защиты следует предусмотреть удобный доступ. Корпус конструкции должен быть металлическим или из негорючего материала.
Схема защиты имеет три ступени:
- сетевые разрядники;
- варисторы;
- супрессоры (TVS-диоды).
Все элементы защиты имеют различное время срабатывания (разрядник — 250 нс, варистор — 25 нс, TVS-диод — 10-3 нс), что вызывает необходимость отделять их друг от друга дросселями (индуктивностями).
Чем больше время реакции элемента, тем большей индуктивностью должен обладать разделяющий дроссель. В схеме последовательность срабатывания этих устройств определяется дросселями L1.. .L5.
Современные сетевые розетки и вилки выполнены по 3-проводной схеме, т.е. имеют отдельные заземляющие контакты, соединенные с контуром заземления здания. В устройстве к нему подключен независимый ("земляной") провод, служащий нулевой шиной для конденсаторов фильтров и варисторов. Защитные элементы включаются между всеми тремя проводниками: фаза — нейтраль, фаза — земля, нейтраль — земля. Эта схема называется "защитным треугольником" и обеспечивает максимальное подавление помех (качество фильтрации асимметричных помех резко увеличивается, так как паразитные перенапряжения "сбрасываются" не только на нейтраль, но и на землю).
В фильтре для эффективного подавления электромагнитных помех
(ЭМП) применены специальные конденсаторы классов X и Y, которые рассчитаны на устранение различных видов ЭМП. Так, Х-конденсаторы, которые включаются между фазой и нейтралью, служат для подавления симметричных кондуктивных помех (частотой до сотен килогерц). Y-конденсаторы подключаются между фазой (нейтралью) и землей для подавления несимметричных помех (частотой более 1 МГц). Их емкость необходимо ограничивать (не более 5...6 нФ), чтобы через конденсаторы на землю не протекал большой ток (более 0,5 мА), опасный для человека. Поэтому при отсутствии заземления лучше вообще не использовать Y-конденсаторы. Рабочее напряжение конденсаторов — примерно 3000 В.
Для улучшения фильтрации несимметричных помех установлен 2-обмо-точный дроссель L3 (с согласным направлением обмоток). Токи, протекающие через этот дроссель, идут по обмоткам в разные стороны, что не приводит к насыщению сердечника. А для токов помех такой дроссель представляет значительное индуктивное сопротивление. В качестве сердечника используется феррит с большой магнитной проницаемостью (µ>10000).
Если проницаемость кольцевого сердечника неизвестна, ее можно определить, намотав пробную обмотку из 5.. .20 витков и измерив индуктивность и размеры ферритового кольца. Расчет производится по формуле:
 
гдеLпр— индуктивность пробной катушки, мкГн;
d— наружный диаметр кольца, мм;
d1 — внутренний диаметр кольца, мм;
h — толщина кольца, мм;
w — число витков пробной катушки (намотана равномерно по кольцу).
Дроссели L1...L5 вместе с конденсаторами С1.. .С6 служат для подавления симметричных и несимметричных помех в двух направлениях: от сети к нагрузке и из нагрузки в сеть. Конденсаторы С1, С6 — класса Х2 типа МКР (импортные или отечественные). Этот тип конденсаторов используется в бытовых приборах с номинальным напряжением до 250 В. Они выдерживают всплески до 2,5 кВ. Конденсаторы С2...С5 — класса Y2 (типа КН, можно использовать отечественные керамические с рабочим напряжением не менее 3000 В) — могут быть использованы при сетевом напряжении до 250 В и выдерживают импульсы перенапряжения до 5 кВ. Дроссель L — ферритовый фильтр-защелка на сетевой кабель. Варисторы R2...R4 — MYG20K431 или другого типа на то же напряжение. Супрессоры VD1...VD3 — двуханодные, типа 1,5КЕ440СА. Резистор R1 (от 470 кОм до 1 МОм мощностью не менее 1 Вт) предназначен для разрядки конденсаторов при выключении устройства.
 
 Установка и электромонтаж компонентов фильтров для достижения максимально вносимого затухания должны производиться с соблюдением следующих основных правил: - компоненты устройства располагаются "в линию" (рис.2), как они изображены на схеме;
- первое звено желательно отделить от второго металлическим экраном, который соединяется с шиной заземления фильтра максимально короткими проводами;
-дроссели фильтра, по возможности, ориентируются в пространстве перепендикулярно друг другу, исходя из минимума взаимных наводок;
-  выводы конденсаторов при электромонтаже укорачиваются до минимальной длины (3...4 мм).
Чертеж печатной платы устройства и расположение деталей показаны на рис.3.
 
 Ширина печатных проводников платы выбрана из расчета допустимой плотности тока в печатном проводнике 20 А/мм2. Расстояние между дорожками взято по нормам на максимально допустимое напряжение (1,2мм — 300 В; 1,5 мм — 400 В; 2,5 мм — 500 В).
Дроссель L3 намотан на импортном ферритовом кольце µ=10000 типоразмера «36x22x15. Перед намоткой острые кромки магнитопровода закругляют надфилем, а затем изолируют лакотканью или фторопластовой лентой. Каждая из обмоток содержит 18 витков провода ПЭВ-2 01 мм. После намотки дросселя необходимо измерить его индуктивность (примерно 4,7 мГн), затем соединить выходные концы обмоток и измерить входную индуктивность. Она не должна превышать 0,047 мГн (1%).
Дроссели L1, L2, L4, L5 — серии SMP на ток 7,5 А (предположительно китайской фирмы "Codaca"). Эти дроссели заменяются самодельными. Для их изготовления подойдут кольца из распыленного железа (Iron Powder, номер — "-26", с желтой цветной маркировкой, один торец белый). Они есть в компьютерных блоках питания, их размеры — К26,9x14,5x11,1. На кольца наматываются от 11 до 20 витков провода ПЭВ-2 01 мм, полученная индуктивность — не менее 15 мкГн. Конечно, самодельные дроссели придется придумать, как крепить на плату.
Во время эксплуатации устройства необходимо периодически, особенно после грозы, осматривать элементы защиты и своевременно заменять выработавшие свой ресурс.
Литература
1. Силовая электроника, 2007, №1.
2. Радио, 2010, №6, С.21.
3. Радио, 2010, №10, С.40.

РМ 10/2013

Категория: Защита | Добавил: admin (06.12.2015)
Просмотров: 808 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Форма входа

Наша кнопка сайта

Радиолюбителям и электрикам схемы, программы и т.д.

Код кнопки

 

Locations of visitors to this page

 

Статистика

Онлайн всего: 9
Гостей: 9
Пользователей: 0

Счётчик тиц Все для радиотехника! Информационная поддержка ремонта теле-видео-аудиоаппаратуры Сайт :: Паятель.at.ua - статьи и простые схемы, конструкции для начинающих и профессионалов. Сервер радиолюбителей России - схемы, документация,
 соревнования, дипломы, программы, форумы и многое другое! Всё для начинающих. Сборки сабвуферов для машин. Сборки сабвуферов для дома. Лаборатория. Электроника. Программы расчета. Выставка сабвуферов.

Copyright MyCorp © 2016Сайт создан в системе uCoz