Подписка на новости

Опрос

Нужны ли комментарии к статьям? Комментировали бы вы?

Реклама

 

2003 №6

TRABTECH — технология для защиты электрооборудования от импульсных перенапряжений

Правосудов Павел


Импульсные перенапряжения, возникающие при разрядах молний и при коммутации в силовых электроустановках, способны повреждать и разрушать как электронные устройства, так и целые системы. Многолетняя статистика подтверждает, что число таких повреждений удваивается каждые три-четыре года. Страховые компании во многих случаях возмещают ущерб от таких повреждений, но только в отношении самой электроники. При этом все издержки, связанные с потерей данных из-за повреждения носителей информации, в большинстве случаев полностью ложатся на плечи владельца этой техники, и зачастую финансовые потери существенно превышают стоимость самого оборудования.

Очевидно, что с повышением степени интеграции в микроэлектронике уменьшается устойчивость ее компонентов к высоковольтным импульсным перенапряжениям. Рост парка электронных устройств, более широкое их внедрение не только в производство, но и в другие области резко увеличивает возможность повреждения оборудования и программных средств вследствие воздействия импульсных перенапряжений. В свою очередь, выход из строя техники ведет к значительному возрастанию финансовых издержек и прямому материальному ущербу.

Как известно, каждая электрическая схема рассчитана на определенное рабочее напряжение. Перенапряжение для этой схемы — это повышение уровня питания или сигнала выше определенной верхней границы. Такие перенапряжения во многих случаях разрушительно воздействуют не только на саму схему, но и на источник питания и периферийное оборудование. Степень повреждения зависит от устойчивости как каждого из компонентов схемы, так и от энергии мощной помехи в целом, которая может быть поглощена схемой без появления дефекта или отказа.

Например, для электромагнитного реле с катушкой на напряжение 230 В переменного тока коммутационная помеха от индуктивной нагрузки с амплитудой 500 В хотя и является более чем двукратным перенапряжением, но вряд ли приведет к отказу реле в силу стойкости электромеханики к такого рода помехам и вследствие малой длительности такой помехи (в течение микросекунд).

Иначе обстоит дело с микросхемой, питающейся от источника 5 В постоянного тока. Импульсная помеха с амплитудой 500 В в сто раз превышает напряжение питания этого электронного компонента и приводит к неизбежному отказу и последующему разрушению устройства. Стойкость микросхем к перенапряжениям на несколько порядков ниже, чем электромагнитного реле.

Чаще всего импульсные помехи наводятся на кабельные линии, поэтому для защиты оборудования необходимо на время действия разрушительной помехи выровнять все потенциалы в этих линиях. Проще всего это можно сделать, если кратковременно закоротить все токоведущие части между собой.

Импульсные перенапряжения характеризуются крутым нарастающим фронтом с длительностью несколько микросекунд и медленно спадающим фронтом длиной до нескольких сотен микросекунд. Кроме того, мощные помехи и наводки отличаются очень высокими разрядными токами, часто превышающими несколько тысяч ампер. В этом случае от устройства защиты требуется не только стойкость к перенапряжениям с высокими энергиями, но и предельно низкое остаточное напряжение в защищаемой цепи.

Исходя из того, что защита от импульсных перенапряжений является составной частью задачи повышения электромагнитной совместимости оборудования, и учитывая важность обеспечения безопасной работы оборудования, немецкая фирма Phoenix Contact GmbH & Co. KG разработала специальную технологию под названием TRABTECH. Она получила свое название от Transient-Absorbtion-Technologie — технология поглощения импульсных помех. В основу этой технологии заложен принцип оптимизации структуры защитного устройства через комбинацию нескольких защитных элементов — воздушных и газонаполненных разрядников, варисторов и ограничительных диодов. При создании устройств защиты Phoenix Contact GmbH & Co. KG исходит из того, что каждый из защитных элементов имеет свои особые преимущества:

  • большая энергия поглощения;
  • высокое быстродействие;
  • высокая удельная мощность;
  • точный порог срабатывания.

Используя эти преимущества и успешно внедряя в практическую электротехнику и электронику устройства, созданные на основе технологии TRABTECH, Phoenix Contact GmbH & Co. KG эффективно обеспечивает защиту любых систем от высоковольтных импульсов различной мощности.

Продолжение следует

Скачать статью в формате PDF  Скачать статью Компоненты и технологии PDF

 


Другие статьи по данной теме:

Сообщить об ошибке