اصل حفاظت از ولتاژ منبع تغذیه سوئیچینگ

اصل حفاظت از ولتاژ منبع تغذیه سوئیچینگ

SurgeProtectiveDevice، SPD، همچنین به عنوان محافظ ولتاژ شناخته می شود، یک وسیله حفاظتی غیر خطی است که برای محدود کردن اضافه ولتاژ گذرا و هدایت جریان افزایش جریان تخلیه در سیستم های زنده استفاده می شود و برای محافظت از سیستم های الکتریکی یا الکترونیکی با سطوح ولتاژ پایین در برابر صاعقه و آسیب استفاده می شود. از پالس الکترومغناطیسی صاعقه یا اضافه ولتاژ عملیاتی. در سال‌های اخیر سیستم‌های اطلاعات الکترونیکی (مانند تلویزیون، تلفن، ارتباطات، شبکه‌های کامپیوتری و غیره) به سرعت توسعه یافته‌اند و تعداد زیادی از دستگاه‌های اطلاعات الکترونیکی پدید آمده و رواج یافته‌اند. چنین سیستم‌ها و تجهیزاتی اغلب گران و مهم هستند و ولتاژ کاری و سطح ولتاژ مقاومت آن‌ها بسیار پایین است، بنابراین در برابر پالس‌های الکترومغناطیسی صاعقه بسیار آسیب‌پذیر هستند. بنابراین، SPD برای حفاظت از ولتاژ مورد نیاز است.

با توجه به استانداردهای متفاوتی که توسط کشورهای مختلف دنبال می شود، مشخصات محصول یکپارچه نیست و شناسایی پارامتر نیز تاکید خاص خود را دارد که بسیار پایین تر از سایر مشخصات محصول الکتریکی است که باعث ناراحتی زیادی برای طراحی و انتخاب می شود. در طراحی مهندسی می توان برندهای رایج را با توجه به محل تولید به محصولات داخلی، محصولات اروپایی و محصولات آمریکایی تقسیم کرد. تنظیمات پارامتر محصولات داخلی آشفته، با مشخصات مختلف و فشار باقیمانده بالا است. برخی از تنظیمات مدل محصولات استاندارد شده از محصولات اروپایی تقلید می کنند و برخی از پارامترهای کالیبراسیون ملی پیروی می کنند. اکثر محصولات با In و Imax مشخص شده اند. از آنجایی که محصولات داخلی نیازمندی‌های نسبتاً کمی برای مکان‌های کاربردی، درجه‌بندی پایین ساختمان و تجهیزات بزرگ در برابر مقادیر ولتاژ هستند، برخی از الزامات پارامترها را می‌توان به طور مناسب کاهش داد.

محصولات اروپایی به طور کلی حداکثر جریان تخلیه را مشخص می کنند و مدل محصول نیز بر اساس این پارامتر تنظیم می شود. به عنوان مثال XXX65 و XXX40 یک برند معروف اروپایی، مقادیر 65 و 40 Imax هستند. با این حال، استاندارد چینی به وضوح تصریح می‌کند که جریان تخلیه اسمی In باید برای انتخاب نوع استفاده شود، که در حال حاضر در طراحی مهندسی با آن مواجه می‌شویم. پس از بررسی اطلاعات محصول، مقدار In XX65 از 20 کیلو آمپر و مقدار In XX40 از 15 کیلو آمپر تجاوز نمی کند. با توجه به مقدار توصیه شده GB50343، این دو محصول فقط برای حفاظت سطح سوم پایانه تجهیزات قابل استفاده هستند، اما در طراحی واقعی، در سطوح اول و دوم نصب می شوند که آشکارا با پارامترهای انتخاب مغایرت دارد. استاندارد ملی، و ولتاژ باقیمانده بالاتر، مدل های معمولی به طور کلی از 1200 ولت تجاوز می کنند، هنگامی که محیط سیم کشی خوب نیست، به راحتی می توان از مقدار ولتاژ مقاومت تجهیزات تجاوز کرد. به طور کلی، مقدار Uc محصولات اروپایی کوچک است و ولتاژ خط به صورت فرصت‌طلبانه مشخص می‌شود، بنابراین هنگام انتخاب مدل به راحتی می‌توان گمراه‌کننده بود.

طبقه بندی محافظ های برق

SPD یک وسیله ضروری در حفاظت در برابر صاعقه تجهیزات الکترونیکی است. عملکرد آن محدود کردن اضافه ولتاژ لحظه ای وارد شده به خط برق و خط انتقال سیگنال در محدوده ولتاژی است که تجهیزات یا سیستم می تواند تحمل کند یا نشت جریان صاعقه قوی به زمین. ، برای محافظت از تجهیزات یا سیستم محافظت شده در برابر ضربه.

طبقه بندی بر اساس اصل کار

با توجه به اصل کار آن، SPD را می توان به نوع سوئیچ ولتاژ، نوع محدود کننده ولتاژ و نوع ترکیبی تقسیم کرد.

(1) کلید ولتاژ نوع SPD. هنگامی که اضافه ولتاژ آنی وجود ندارد امپدانس بالایی ارائه می دهد و هنگامی که به اضافه ولتاژ لحظه ای رعد و برق پاسخ می دهد، امپدانس آن ناگهان به امپدانس پایین تغییر می کند و به جریان صاعقه اجازه عبور می دهد که به عنوان "کلید اتصال کوتاه نوع SPD" نیز شناخته می شود.

(2) SPD محدود کننده فشار. هنگامی که اضافه ولتاژ لحظه ای وجود نداشته باشد، امپدانس بالایی دارد، اما با افزایش جریان و ولتاژ موج، امپدانس آن همچنان کاهش می یابد و ویژگی های جریان-ولتاژ آن به شدت غیرخطی است، که گاهی اوقات "کلمپ SPD" نامیده می شود.

(3) SPD ترکیبی. ترکیبی از اجزای سوئیچینگ ولتاژ و اجزای محدود کننده ولتاژ که بسته به ویژگی های ولتاژ اعمال شده می توانند ولتاژ سوئیچینگ یا محدود کننده ولتاژ یا هر دو ویژگی را نشان دهند.

طبقه بندی بر اساس هدف

با توجه به کاربرد آن، SPD را می توان به دو نوع تقسیم کرد: SPD خط برق و SPD خط سیگنال.

(1) خط برق SPD
از آنجایی که انرژی صاعقه بسیار زیاد است، لازم است با روش تخلیه سلسله مراتبی، انرژی صاعقه را گام به گام به زمین رها کرد. در منطقه غیر حفاظتی صاعقه مستقیم (LPZ0A) یا در محل اتصال منطقه حفاظت مستقیم صاعقه (LPZ0B) و اولین منطقه حفاظتی (LPZ1)، یک محافظ برق یا یک محافظ ولتاژ محدود کننده ولتاژ که آزمون طبقه بندی کلاس I را به عنوان اولین مورد گذرانده است اولین سطح حفاظت تخلیه جریان مستقیم صاعقه است یا زمانی که خط انتقال برق مستقیماً با صاعقه برخورد می کند، انرژی عظیم انجام شده را تخلیه می کند. در محل اتصال هر بخش (شامل ناحیه LPZ1) بعد از اولین منطقه حفاظتی، به عنوان سطح حفاظتی دوم، سوم یا بالاتر، یک محافظ افزایش ولتاژ محدود کننده نصب کنید. محافظ سطح دوم یک وسیله حفاظتی برای ولتاژ باقیمانده محافظ سطح قبلی و برخورد صاعقه القایی در منطقه است. هنگامی که یک جذب انرژی رعد و برق بزرگ در سطح جلو اتفاق می افتد، هنوز قسمتی وجود دارد که برای تجهیزات یا محافظ سطح سوم بسیار بزرگ است. انرژی منتقل می شود و باید توسط محافظ سطح دوم بیشتر جذب شود. در همان زمان، خط انتقالی که از دستگاه حفاظت صاعقه سطح اول عبور می کند، تابش پالس الکترومغناطیسی صاعقه را نیز القا می کند. هنگامی که خط به اندازه کافی طولانی باشد، انرژی صاعقه القایی به اندازه کافی بزرگ می شود و برای تخلیه بیشتر انرژی صاعقه به محافظ سطح دوم نیاز دارد. محافظ سطح سوم از انرژی باقیمانده صاعقه ای که از محافظ سطح دوم عبور می کند محافظت می کند. با توجه به سطح ولتاژ مقاومت تجهیزات محافظت شده، اگر حفاظت صاعقه دو سطحی بتواند ولتاژ را کمتر از سطح ولتاژ مقاومت تجهیزات محدود کند، تنها دو سطح حفاظت مورد نیاز است. اگر سطح ولتاژ مقاومت تجهیزات کم باشد، چهار سطح یا حتی سطوح حفاظتی بیشتر.

(2) خط سیگنال SPD
با کاربرد گسترده سیستم های اطلاعاتی، به دلیل تعداد زیاد خطوط شبکه و مقاومت پایین ولتاژ تجهیزات الکترونیکی، برخورد صاعقه بیش از پیش برای سیستم های اطلاعاتی مضر است. آسیب رعد و برق به سیستم اطلاعات عمدتاً ناشی از پالس الکترومغناطیسی صاعقه است، از جمله موج اضافه ولتاژ رعد و برق در طول خط، ضدحمله با پتانسیل بالا ایجاد شده توسط جریان صاعقه بر روی سیم زمین، القای الکترواستاتیک و القای الکترومغناطیسی رعد و برق. میدان الکترومغناطیسی اقدامات حفاظتی برای پالس های الکترومغناطیسی شامل رهگیری، شنت، پیوند همسان پتانسیل، محافظ، زمین و سیم کشی معقول است. نصب SPD روی خط سیگنال یک اقدام مهم برای سیستم اطلاعاتی برای جلوگیری از پالس های الکترومغناطیسی است. می تواند به طور همزمان نقش رهگیری، شنت و پیوند برابر پتانسیل را ایفا کند. خط سیگنال SPD باید به درگاه سیگنال تجهیزات محافظت شده متصل شود. ترمینال خروجی آن به پورت تجهیزات محافظت شده متصل است که می توان آن را به اتصال سریال و اتصال موازی تقسیم کرد و به طور کلی به صورت سری روی خط سیگنال نصب می شود. بنابراین، هنگام انتخاب یک SPD سیگنال، یک SPD با تلفات ورودی کمتر باید انتخاب شود.