Подписка на новости

Опрос

Нужны ли комментарии к статьям? Комментировали бы вы?

Реклама

 

2010 №5

Комбинированные элементы защиты на сетевое напряжение

Коротков Максим


Металлооксидные варисторы (MOV) традиционно используются для защиты от скачков сетевого напряжения в различных применениях. Грозовые импульсы, коммутация индуктивных или емкостных нагрузок могут вызвать резкие выбросы напряжения, с которыми и призван бороться варистор. Однако в условиях продолжительной перегрузки и неограниченности тока незащищенный варистор сначала снижает сопротивление до нескольких ом, а затем, вследствие большого значения напряжения, он скорее разрушится, чем выполнит защитную функцию.

Разработка Tyco Electronics — устройство AC2Pro — объединяет в себе PolySwitch (ППТК — полимерный элемент защита: по току с положительным температурным коэффициентом) и металлооксидный варистор (MOV). Такое сочетание позволяет получить самовосстанавливающуюся защиту, реагирующую на перегревы (сохраняет поверхностную температуру варистора на уровне менее 150 °C), с ограничением нежелательных токов и фиксацией допустимого напряжения. Комплексное решение из одного устройства позволяет оборудованию соответствовать требованиям безопасности (таким как IEC61000-4-5 и IEC60950), снизить количество используемых элементов и повысить надежность.

Одним из популярных применений устройства является защита источников питания светодиодных светильников (рис. 1).

Пример использования устройства AC2Pro (150 мА) для маломощного AC/DC-преобразователя

Рис. 1. Пример использования устройства AC2Pro (150 мА) для маломощного AC/DC-преобразователя

Как работает защита?

При нормальных рабочих условиях переменное сетевое напряжение, приложенное к металлооксидному варистору, не превышает значения максимально допустимого напряжения продолжительной работы. Вместе с тем возникающие нежелательные импульсы большого напряжения значительно превосходят это значение. Сочетая в себе ППТК-технологию с металлооксидным вари-стором, AC2Pro помогает осуществлять усиленную защиту по напряжению и от перегрева там, где одиночный варистор оказался бы уязвимым в условиях продолжительного состояния перенапряжения, превышающего его допустимые нормы. Во время прохождения большого импульса ППТК-элемент устройства AC2Pro нагревается и переходит в высокоомное состояние, позволяя снизить риск разрушения варистора.

В качестве примера работы приведем отклик элемента на случай потери нейтрали в виде графика, приведенного на рис. 2.

Характеристики работы устройства AC2Pro в случае потери нейтрали

Рис. 2. Характеристики работы устройства AC2Pro в случае потери нейтрали

Как можно увидеть на графике, вследствие разогрева и срабатывания ППТК-элемент переходит в состояние с высоким сопротивлением, чем резко снижает токи помогает избежать повреждения варистора.

Основные характеристики (таблица):

  • Единая защита по току/напряжению/температуре/к электростатическим разрядам.
  • Самовосстанавливающаяся защита по току.
  • Помогает защищать варистор и другие компоненты от ущерба, вызванного потерей нейтрали или некорректными входными напряжениями.
  • Нормальный режим работы: универсальный диапазон входных напряжений: от ~85 до ~265 В.
  • Максимальный входной ток при 20 °C: 150 либо 350 мА.
  • Диапазон мощности: до 30 Вт при входном напряжении ~230 В и 20 °C.
  • Высокие значения прерываемой мощности: ~415 В/40 A.
  • Ограничитель бросков пускового тока (емкостная нагрузка).
  • RoHS-совместим. Области применения:
  • Светодиодные линии освещения.
  • PLC-оборудование (передача Fast Ethernet, хDSL по электросети).
  • Зарядные устройства сотовых телефонов.
  • Источники питания AC/DC:
    • 30 Вт входной мощности при напряжении сети ~220-240 В;
    • 15 Вт входной мощности при напряжении сети ~120 В.
  • Источники питания модемов.
  • Электросчетчики.
  • Устройства бытовой и промышленной электроники.

Таблица. Электрические характеристики элементов AC2Pro

Наименование IHOLD, A ITRIP, A Сопротивление, ом Время срабатывания при 1 А, с
Rmin Rmax R1max typ max
Параметры защиты по току при 20 °C
AC2Pro (150 мА) 0,15 0,30 6,5 14,0 16,0 0,9 3
AC2Pro (350 мА) 0,35 0,75 1,4 2,2 2,8 0,5 2,0
Наименование Напряжение варистора при 1 мА, в Сопротивление на постоянном токе при 100 в, Мом Максимальное напряжение удержания при 25 А, в Номинальная мощность, вт
DC (В) разброс
Параметры защиты по напряжению
AC2Pro (150 мА) 430 ±10% >10 710 0,25
AC2Pro (350 мА) 430 ±10% >10 710 0,6

Преимущества элементов AC2Pro

Форм-фактор 2-в-1 небольшого размера позволяет снизить количество компонентов и сэкономить площадь на печатной плате, а также:

  • Осуществляет безопасную защиту вари-стора в случае больших нагрузок, на которые он не рассчитан.
  • Снижает возвраты по гарантии.
  • Позволяет оборудованию соответствовать UL/IEC60950/IEC60335.
  • Помогает проходить следующие тесты:
    • IEC61000-4-5 — тест на устойчивость к импульсам;
    • IEC61000-4-4 — тест на быстрый переходный режим;
    • IEC61000-4-2 — тест на устойчивость к электростатическому разряду.

Литература

  1. Raychem. Circuit Protection Products Catalog 2009.
  2. www.circuitprotection.ru
  3. Курышев К. Элементы защиты по току и напряжению Raychem Circuit Protection в телекоммуникационных цепях. Пьеса о защите с оптимистическим финалом // Компоненты и технологии. 2005. № 4.
  4. Курышев К. Все, что вы хотели узнать о PolySwitch, но боялись спросить // Компоненты и технологии. 2006. № 3.
  5. Курышев К., Коротков М. PolySwitch серии LVR против перегрузок в цепях с папряжепием 220 В // Компоненты и технологии. 2008. № 3.

Скачать статью в формате PDF  Скачать статью Компоненты и технологии PDF

 


Другие статьи по данной теме:

Сообщить об ошибке