Obmedzovač prúdu v elektrických a elektronických sieťach

Prúdový obmedzovač (RT) je zariadenie, ktoré sa používa v elektrických alebo elektronických obvodoch na zníženie hornej hranice prúdu jednosmerného prúdu alebo striedavého prúdu (AC). Tým je zabezpečená včasná spoľahlivá ochrana elektrických obvodov alebo elektronických systémov pred škodlivými účinkami spôsobenými skratom v sieti alebo inými negatívnymi procesmi, ktoré vedú k prudkému nárastu AC / DC.

Metódy obmedzenia sa používajú na riadenie množstva prúdu prúdiaceho v konštantnom alebo premenlivom obvode. Zariadenie zaručuje, že v prípade prekročenia hraničnej veľkosti bude ochrana fungovať spoľahlivo a včas. Zariadenia obmedzujúce prúd môžu byť použité v rôznych modifikáciách v závislosti od citlivosti, štandardného prúdového zaťaženia, času odozvy a možných príčin skratu v sieti.

Prebytok AC / DC môže dôjsť vo vnútornom obvode vzhľadom k nakrátko komponentov, ako sú diódy, tranzistory, kondenzátory alebo transformátory, ako aj problémy s vonkajšou preťaženia charakteru sieťových objektov, skratovacie obvod alebo preťaženia na svorkách vstupného napájania.

Typy obmedzujúcich zariadení

Voľba ochranných zariadení závisí od viacerých faktorov. Prístroje sú pasívne a aktívne, môžu byť použité jednotlivo alebo v kombinácii. Typicky je obmedzovač zapojený do série s bremenom.

Typy obmedzovacích zariadení:

1. Poistky a odpory. Používajú sa len na obmedzenie prúdu. Poistka sa normálne spustí, ak jej AC / DC prekročí nominálnu veľkosť. Rezistory sú integrované do návrhu obvodu. Správnu hodnotu odporu možno vypočítať aj pomocou Ohmovho zákona I = V / R (kde I je prúd, V je napätie a R je odpor). Na trhu s elektrinou existuje veľké množstvo rôznych poistiek, ktoré dokážu uspokojiť všetky potreby rozptýlenia energie.
2. Automatické prepínače. Používajú sa na vypnutie napájania, ako poistky, ale ich odpoveď je pomalšia a nemusí fungovať pri obzvlášť citlivých obvodoch drahých zariadení.
3. Termistory. Termistorové členy s negatívnymi teplotnými koeficientmi (NTC) sa používajú na obmedzenie počiatočných impulzných prúdov, ku ktorým dochádza pri pripojení zariadenia k elektrickej sieti. Termistory majú značný odpor v chladnom stave a nízku odolnosť pri vysokých teplotách. NTC okamžite obmedzuje počiatočný prúd.
4. Tranzistory a diódy. Nastaviteľné zdroje napájania používajú obmedzenia obvodov, ako sú integrované obvody, tranzistory a diódy. Aktívne obvody sú vhodné pre citlivé siete a spúšťajú sa, znižujú zaťaženie alebo vypínajú napájanie, poškodzujú skrat alebo celú sieť.
5. Obmedzujúce prúdové diódy sa používajú na obmedzenie alebo nastavenie širokého rozsahu napätia. Dvojkontaktné zariadenie OT pozostáva z uzávierky skratovanej k zdroju. Podporuje DC bez ohľadu na zmeny napätia.

Obmedzovač prúdového zaťaženia v sieti

Napájacie rozvodné systémy majú ističe na vypnutie napájania v prípade poruchy. Majú určité nevýhody pri zabezpečovaní potrebnej spoľahlivosti, pretože nemôžu vždy vypnúť minimálne požadované havarijné miesto na opravu. Tento problém sa vyskytuje pri rekonštrukcii elektrického výkonu pridaním nových alebo krížové zlúčeniny, ktoré by mali mať svoje pneumatiky a spínače, aktualizovaný na vyšších limitoch skratový prúd (SCC).

Zlepšenie kvality elektrickej energie v sieťach priamo závisí od spoľahlivosti prevádzkových režimov sieťových zariadení. Medzi rôznymi typmi zásahov, ktoré majú vplyv na kvalitu sieťového napätia (prepätia, harmonické skreslenie, a tak ďalej. D.), Najzávažnejším problémom je úbytok napätia, pretože spojený skoky uhol fázy môže dôjsť k poškodeniu zariadenia, k úplnému zastaveniu výrobných objektov Bývanie, ktoré rýchlosťou reťazovej reakcie vytvorí hrozbu pre životnú podporu obyvateľstva.

Spoločnou príčinou poklesu napätia je skratový prúd. V prípade poruchy v distribučnej sieti prudko poklesne napätie na všetky poškodené pneumatiky. Úroveň závisí od miesta pripojenia a elektrickej vzdialenosti zbernice do miesta havárie.

Zníženie negatívnych procesov a odpojenie chybných častí siete, používajú sa tieto obmedzovače:

• Distribučný statický kompenzátor;
• dynamický rekuperátor napätia;
• kondenzátor s riadeným tyristorom;
• polovodičový prepínač statického prenosu;
• porucha obmedzovača prúdu v pevnom stave.

Takéto ochranné zariadenia nie sú vždy dokonalé. Niektoré z nich majú nevýhodu kvôli ich vysokým nákladom, zatiaľ čo iné môžu obmedziť poruchový prúd na menej ako 5-násobok normálneho prúdu, čo nestačí na preťaženie.

Použitie obmedzovačov prúdu v elektrických zariadeniach:

• Až do miesta prevádzky hlavného vypínača na núdzovom podávači pre spotrebiteľov s neprípustnosťou prerušenia napájania;
• na zariadeniach, ktorých prevádzkové charakteristiky prestali zodpovedať obmedzujúcemu skratovému prúdu, ktorý sa zvýšil v súvislosti s núdzovou situáciou v systémoch napájania.

Jednoduchým riešením RT v elektrických sieťových zariadeniach je pridanie odporu k okruhu. To obmedzuje rýchlosť, ktorú SCC môže byť zvýšená, než je spínač otvorený, ale tiež obmedzuje schopnosť systému na uspokojenie dopytu spotrebiteľov prerušovaný, však pridanie alebo odstránenie vysokých zaťažení spôsobuje nestabilný výkon.

Použitie ochrany prúdu v elektronických obvodoch

Počiatočný prúd vzniká, keď je napätie aplikované spínačom. Je to preto, že rozdiel v ekvivalentnom sérii odporu kondenzátora a odporu vedenia je len niekoľko miliónov míľ a vedie k veľkému štartovaciemu prúdu. Štyri faktory, ktoré môžu ovplyvniť tento proces:

1. Hodnota vstupného striedavého prúdu.
2. Minimálny odpor požadovaný termistorom NTC (pri t = 0).
3. Trvalý DC.
4. Teplota okolia.

Obmedzovač prúdu je zariadenie alebo skupina zariadení, ktoré sa používajú na ochranu prvkov obvodu od štartovacieho zaťaženia. Termistory a rezistory s negatívnym teplotným koeficientom (NTC) sú 2 jednoduché možnosti ochrany. Ich hlavné nevýhody sú dlhé chladiace časy a vysoký odvod energie. Prúdovo obmedzujúca dióda reguluje alebo obmedzuje prúd v širokom rozmedzí. Pozostávajú z JFET s bránou skratovanou k zdroju a fungujú ako dva-kontaktný obmedzovač prúdu.

Umožňujú, aby prúd prechádzajúci cez ne klesol na určitú hodnotu a porovnával s vopred stanovenou hodnotou. Na rozdiel od Zenerových diód, zachovávajú si jednosmerný prúd, ale nie napätie. Obmedzujúce prúdové diódy udržiavajú cez ne prúd, ktorý sa nemení v prípade zmeny zaťaženia.

Typy diód obmedzujúcich prúd

Existuje mnoho rôznych typov diódy obmedzujúce prúd klasifikované podľa:

• menovitý prúd regulátora;
• maximálne obmedzujúce napätie;
• pracovné napätie;
• spotreby energie.

Najbežnejšie hodnoty maximálneho napätia použité, zahŕňajú 1, 7, 2, 8, 3, 1, 3, 5, 3, 7 a 4, 5 V. Regulátor prúdu hodnotené môže pohybovať v rozmedzí od 0,31 do 10 mA mA a bežne používaný prúd regulátora je 10 mA.

Okruh obmedzujúci priamy prúd

Väčšina zdroje majú oddelené okruhy DC regulácie a napätia pre riadenie jeho výkonu alebo v konštantným napätím (CV), a to buď v režime konštantného prúdu (CC), ktoré sú zahrnuté v kontrole bez ohľadu na zaťaženie impedancia zodpovedá výstupné napätie a aktuálne nastavenie.

Ochrana sa teda vykonáva hlavne obmedzením aktuálnej hodnoty. V tomto prípade môžete požiadať Jednoduchý obvod pre zdrojový obmedzovač pomocou dvoch diód a odporu. V každom zdroji napájania vždy existuje riziko skratu. Preto je v týchto podmienkach potrebné chrániť ju pred poškodením. Existuje množstvo obvodov, ktoré možno použiť na ochranu zdroja napájania.

Jeden z najjednoduchších obvodov obsahuje iba dve diódy a prídavný odpor. Obvod používa na meranie rušenia rezistor umiestnený v sérii s výstupným tranzistorom. Dve diódy umiestnené medzi výstupom obvodu a základňou tranzistora poskytujú ochranu. Keď obvod pracuje v normálnom prevádzkovom rozsahu, na rezistore je malé napätie. Toto napätie plus základný vyžarujúci tranzistor je oveľa menšie než pokles diódy, ktorý je potrebný na zapnutie dvoch diód. Avšak s nárastom DC sa zvýši napätie rezistora. Keď sa rovná napätiu potrebnému na prevádzku, zapnú sa, napätie tranzistora klesne, čím sa obmedzuje prúd.

Obvod tohto diódového obmedzovača prúdu pre napájanie je jednoduchý. Hodnota sériového odporu sa môže vypočítať tak, aby sa pri maximálnom prúde zvýšilo jeho napätie na 0.6 voltov (spínacie napätie pre kremíkovú diódu). Je však vždy lepšie zabezpečiť istú rezervu ochrany a je lepšie ju obmedziť na požadovanú úroveň.

Obmedzovač so spätnou väzbou

Tá istá jednoduchá forma obmedzenia prúdu môže byť zahrnutá v silových obvodoch, ktoré využívajú spätnú väzbu na určenie skutočného výstupného napätia a poskytujú presnejší riadený výstup. Ak sa meria miesto výstupného napätia po sériový rezistor, potom môže byť pokles napätia na výstupe korigovaný.

Tento obvod poskytuje oveľa lepšiu kontrolu ako regulátor priameho emitora, ale môže tiež brať do úvahy pokles napätia v limitnom odporu prúdu, ak existuje dostatočný pokles napätia cez tranzistor v napájacom obvode. Výstupné napätie môže byť tiež nastavené tak, aby sa dosiahla požadovaná hodnota s premenlivým odporom. Obmedzujúca forma diódového prúdu sa dá ľahko integrovať do napájacieho obvodu. Navyše je to lacné a pohodlné.

Použitie diód obmedzujúcich prúd

Obmedzujúce prúdové diódy poskytujú vysoký výkon a jednoduchosť prevádzky v porovnaní s bipolárnymi tranzistormi v ochranných systémoch. Sú univerzálne, majú vynikajúci výkon z hľadiska dynamického posunu teploty. Zariadenia používajúce diódy:

• obvody generátora signálov;
• Schémy synchronizácie;
• chargers;
• kontrola LED;
• výmena držiacich cievok v telefónnych komunikačných zariadeniach.

Súčasné limitujúce diódy sú vyrábané mnohými svetovými výrobcami polovodičov, ako napríklad Calogic, Central Semiconductor, Diodes Inc., O. N. Semiconductor alebo Zetex. Trh s elektronikou má veľmi široký výber diód, použitých diódových obvodov alebo iných zariadení, ktoré môžu potrebovať obmedziť súčasnú limitnú hodnotu.