|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Protección de REA contra impulsos de alta tensión en la red. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / diseñador radioaficionado Los autores presentan un problema poco conocido por la mayoría de los lectores: la protección de los equipos domésticos contra pulsos de voltaje únicos de alto voltaje (más de 400 V) en la red de suministro de 220 V, hablan sobre sus opciones de implementación, informan sobre los componentes de los dispositivos de protección producidos por la industria. La presencia de pulsos de tensión que alcanzan los 220 V o más en la red de alimentación AC 50 V x 1000 Hz no es nueva para los especialistas. Para una amplia gama de consumidores de electricidad, estos impulsos son un descubrimiento. El artículo considera las posibilidades de proteger equipos de pulsos que ocurren en la red con una duración de décimas de microsegundo a algunos milisegundos. Las sobretensiones más largas, más de medio ciclo de una sinusoide con una frecuencia de 50 Hz, se eliminan de otras maneras que no se tratan aquí. Los motivos de la aparición de estos pulsos son diferentes y están descritos en la literatura, por ejemplo, en [1]. La energía de los pulsos de alto voltaje en la red de suministro puede alcanzar varios kilojulios. Los métodos conocidos y ampliamente utilizados para reducir el ruido impulsivo en los circuitos de potencia que utilizan filtros LC y RC, pantallas entre los devanados de los transformadores de red y otros métodos a menudo no proporcionan la reducción necesaria en la energía de los impulsos en las clavijas de alimentación de los microcircuitos. Se observa que los pulsos con energías de hasta un milijulio llegan realmente a los microcircuitos, que son bastante capaces de inutilizar el equipo. Otros métodos bien conocidos para limitar el nivel de pulsos en varios circuitos de equipos electrónicos, en particular, en paneles eléctricos de redes de distribución, están asociados con el uso de dispositivos semiconductores y de descarga de gas. Los dispositivos de descarga de gas, en la práctica a menudo llamados vías de chispas, no siempre proporcionan el resultado deseado debido a la velocidad relativamente baja y son bastante voluminosos. Los dispositivos semiconductores ampliamente utilizados para reducir el ruido transitorio incluyen varistores de óxido de metal, dispositivos semiconductores de propósito general y supresores de voltaje de semiconductores especiales. Los varistores son resistencias con una característica de corriente-voltaje marcadamente no lineal, su resistencia disminuye significativamente al aumentar el voltaje aplicado. Dispositivos semiconductores de uso general significan diodos zener, diodos pulsados y con barrera Schottky, defensores. Para limitadores de voltaje de semiconductores especiales, que se discutirán más adelante, la característica de voltaje de corriente es similar al diodo zener. Su principal diferencia con los diodos zener y otros dispositivos semiconductores de uso general es la capacidad de disipar una gran potencia pulsada. Los varistores modernos, ligeramente inferiores a los limitadores considerados en términos de tiempo de respuesta, compiten con ellos en términos de capacidad de fabricación y costo. Sin embargo, las características de los varistores se deterioran durante algún tiempo después del impacto de cada pulso de interferencia. Los limitadores de semiconductores no tienen este fenómeno. Teniendo en cuenta que se necesitan dispositivos con la máxima velocidad y estabilidad de características para proteger los equipos electrónicos, se les debe dar preferencia. A principios de la década de 90, GSI (EE. UU.) produjo más de mil variedades de supresores de voltaje de semiconductores con una potencia de pulso máxima permitida de hasta 60 kW y un voltaje límite de 0,7 a 3000 V. En la actualidad, también se producen en la CEI limitadores similares con una potencia de hasta 30 kW para un voltaje en el rango de 3 ... 1000 V. El principio de funcionamiento del limitador es abrir su unión pn cerrada si el voltaje inverso que se le aplica supera el nivel de umbral. En otras palabras, el limitador se comporta de manera similar a los diodos zener, sin embargo, la característica del proceso de túnel-lavión en él es que solo los portadores mayoritarios llevan las cargas, por lo que no hay una acumulación indeseable de portadores minoritarios. Esto se debe principalmente a la alta velocidad del limitador. La característica corriente-voltaje (VAC) del limitador se muestra en la fig. 1. Al igual que el diodo zener, es asimétrico.
Para limitar los pulsos de ambas señales, es conveniente activar dos limitadores de forma antisecuencial. El CVC de tal par es simétrico (Fig. 2).
Los supresores de voltaje de semiconductor disponibles comercialmente generalmente se evalúan de acuerdo con las siguientes características:
Según los valores de estas características, el consumidor puede elegir el limitador de tensión necesario para proteger los equipos electrónicos. Un limitador simétrico (de dos brazos) está conectado a la red de CA en paralelo con la carga útil. En el modo normal de la red, ambos brazos están cerrados y solo fluye una corriente inversa muy pequeña a través de ambos semiperíodos. En otras palabras, el limitador no se revela de ninguna manera, consumiendo algo, muy poco, de energía (centésimas de vatio). Tan pronto como aparece en la red un pulso de tensión de alto voltaje que excede Uopen del limitador, ambos brazos de este se abren, uno en dirección hacia adelante, el otro en dirección opuesta. Como resultado, el pulso se bloqueará y el voltaje en la carga en este momento no excederá Ulimit. Cabe señalar que el valor de Rimp max depende de la duración del pulso de chi suprimido y dentro de τi = 0,1...10 ms es aproximadamente proporcional a la relación 1/τi. A medida que aumenta la temperatura ambiente, Tacr. cf de 40 a 100CC, la potencia disipada Rmp max debe reducirse aproximadamente proporcionalmente a 0,024 Tacr. cf. Para reducir la amplitud de los pulsos de alto voltaje en el camino desde la red de 220 V hasta los terminales de alimentación de los microcircuitos, es más recomendable incluir limitadores en la fuente de alimentación [2]. Si aparecen pulsos en la red de suministro, cuya energía es mayor que la permitida por el limitador aplicado, al igual que el diodo zener, con demasiada corriente de estabilización, se sobrecalentará y fallará. A partir de este momento, los equipos conectados a la red quedarán desprotegidos. Por lo tanto, una desventaja significativa del uso de limitadores es la falta de información sobre su desempeño o falla después de la exposición a pulsos potentes. Para dar una indicación del correcto estado del limitador simétrico, se compone de dos simples y se le conecta un circuito de tres diodos s veto y dos resistencias limitadoras de corriente (Fig. 3).
Una característica del indicador de salud es el uso de LED en un modo no estándar. Con los limitadores reparables VD1 y VD2 y un medio ciclo positivo de la tensión de red (más - en el cable de red superior según el circuito), la corriente fluye libremente a través del limitador VD1, abierto en dirección hacia adelante, y a través del LED HL1. El limitador VD2 está cerrado en este momento. Como resultado, casi todo el voltaje de la red se aplica al circuito HL3R2 y al diodo de veto, en la dirección opuesta. Por lo tanto, el LED HL3 se abre en la dirección opuesta *; la corriente que lo atraviesa limita la resistencia R2. Por lo tanto, una corriente de aproximadamente 2 mA fluye a través de todo el circuito desde el cable positivo hasta el negativo. Esto es suficiente para proporcionar un brillo notable del LED "verde" HL1. El LED HL2 no se enciende porque se aplica muy poco voltaje (menos de 2 V) al circuito HL1R3. Cuando se invierte la polaridad del voltaje de la red, ocurren los mismos procesos, solo cambian de lugar VD1 y VD2, R2 y R1, HL3 y HL2. Es decir, la capacidad de servicio de los limitadores se confirma con la señal verde del indicador. En algunos casos, el indicador descrito puede servir simultáneamente como indicador de la presencia de tensión de red. Es fácil ver que cuando el limitador VD1 falla (se rompe), se apaga el LED "verde" HL1 y se enciende el LED "rojo" HL2, y cuando se daña el limitador VD2, se enciende el "rojo" HL3. El módulo descrito, llamado ZA-0, fue desarrollado en Ingeniería Informática y Electrónica Industrial OJSC (Moscú) junto con NPK Quark (Tashkent) y masterizado en producción en masa. La apariencia del módulo se muestra en la foto (Fig. 4).
Características principales del módulo
El cuerpo del módulo está hecho de plástico por vertido en un molde. Versión climática UHL, categoría de ubicación 4.2 según GOST 15150. En términos de protección contra descargas eléctricas, el producto pertenece a la clase II según GOST 2757.0. El módulo ZA-0, además de la instalación en fuentes de alimentación para REA, está recomendado para una amplia gama de usuarios y radioaficionados para uso en laboratorios, oficinas y apartamentos para proteger dispositivos electrónicos industriales y domésticos enchufados a tomas de corriente de 220 V CA Para este propósito, se ha desarrollado una versión del producto, que recibió el nombre ZA-01. En este caso, la caja del módulo está equipada con clavijas estándar que permiten enchufarlo en cualquier enchufe libre de la habitación. El desarrollo del módulo de protección ZA-0 fue aprobado por el Fondo Científico y Técnico "Electrónica de Energía", que ayudó en el desarrollo de productos en producción en masa. Los módulos de protección para 5 kW (ZA-1) y 30 kW (ZA-2), así como variantes de estos productos con enchufes (ZA-11 y ZA-21) están en proceso de masterización en producción. Estos módulos deben utilizarse en los casos en que los de kilovatio y medio no puedan soportar impulsos de red de alta tensión. También se han desarrollado módulos para la protección de redes DC, diseñados para potencias de impulso de 1,5 a 30 kW y tensión de apertura de 6,8 a 450 V. En la primera etapa de uso de los módulos de protección ZA-0 y productos basados en ellos, el proveedor proporcionará a los clientes un reemplazo gratuito de los defectuosos por otros nuevos. Si los módulos vuelven a fallar, se recomendará al consumidor que compre dispositivos más potentes. Si es necesario, JSC "Ingeniería informática y electrónica industrial" (tel. en Moscú 330-06-38) realizará un estudio de la red del consumidor y dará propuestas para la protección de REA. * Esta característica de los LED (y una serie de otros componentes electrónicos) ha sido observada, investigada y utilizada ampliamente por los radioaficionados durante mucho tiempo. Ver, por ejemplo, el artículo de I. Nechaev "LED como diodo zener" en "Radio", 1997, No. 3, p. 51. ** Sin tener en cuenta la longitud de los cables - 9 ... 12 mm y la altura de las carcasas de LED que sobresalen - 3 ... 5 mm. Literatura
Autor: V. Kolosov, Moscú, A. Muratov, Tashkent, Uzbekistán
Máquina para aclarar flores en jardines.
02.05.2024 Microscopio infrarrojo avanzado
02.05.2024 Trampa de aire para insectos.
01.05.2024
▪ Material 2D de 1 átomo de espesor ▪ Las clases en los gimnasios antiguos son más efectivas que en los modernos ▪ Cámara sin espejo Fujifilm X-T2 ▪ Módulo BLE para Internet de las Cosas ST Microelectronics SPBTLE-1S
▪ sección del sitio Preamplificadores. Selección de artículos ▪ artículo Oeste es Oeste, Este es Este, y juntos nunca se juntarán. expresión popular ▪ ¿Qué tan rápida es la velocidad de la luz en el vacío? Respuesta detallada ▪ artículo Ingeniero de Patentes y Obra Inventiva. Descripción del trabajo ▪ artículo Mover una botella y un vaso. Secreto de enfoque
Hogar | Biblioteca | Artículos | Mapa del sitio | Revisiones del sitio
www.diagrama.com.ua |
Ver otros artículos sección 
Últimas noticias de ciencia y tecnología, nueva electrónica:
Todos los idiomas de esta página