Как использовать газоразрядные трубки, трансилы и другие вкусности вместе

Я хотел бы сделать хороший сетевой фильтр для устройства, которое будет иметь проводное подключение к сети. Защищаемая электроника будет состоять из импульсного источника питания ~10 Вт и маломощной нагрузки переменного тока (<100 Вт), управляемой симистором.

Я планирую использовать сетевой фильтр (ничего особенного) за комбинацией GDT (газоразрядных трубок), MOV (металлооксидных варисторов) и/или TVS (подавителей переходных напряжений). Это предназначено для работы при 110 В (США), но SMPS универсален, поэтому было бы неплохо, если бы он работал и с 230 В (в основном потому, что это стандартное напряжение в месте, где я живу).

Я понимаю, что хочу, чтобы более быстрое устройство (MOV, TVS) имело более высокое номинальное напряжение, чем GDT, чтобы оба имели возможность работать, когда это действительно необходимо. К сожалению, и ГДТ, и MOV имеют довольно плохо указанные ВАХ, и их «напряжение пробоя» больше похоже на «область пробоя».

GDT с типичным пробоем 230 В не будет работать с 230 В переменного тока, поскольку он может начать проводить ток уже при 180 В. Если OTOH я использую типичное напряжение 350 В (минимум 280 В), моя защита гарантируется только при 420 В, поскольку это максимальное напряжение зажигания, верно? Это оставляет мало места для выбора напряжения пробоя MOV (которое также является диапазоном напряжения) и по-прежнему создает большую нагрузку на последующие элементы. Является ли это проигрышным случаем, и единственное решение состоит в том, чтобы все последующие компоненты были рассчитаны на >900 В?

Я приветствую любые статьи, предложения или эмпирические правила по разработке таких (простых) устройств защиты от перенапряжений.

Ответы (2)

MOV является неотъемлемой частью вашей схемы безопасности на стороне сети (несмотря на то, что говорит пользователь 886922). MOV на 300 В обычно используются для защиты источников питания с универсальным входом (85–264 В переменного тока). MOV имеет такие размеры, что энергии, которую он может безопасно взломать, более чем достаточно для перегорания сетевого предохранителя, что обеспечит необходимое отключение. Он должен быть расположен «внутри» любых компонентов фильтра электромагнитных помех, поскольку скачки напряжения, как правило, усиливаются катушками индуктивности электромагнитных помех (например, повышающими преобразователями).

Конденсаторы фильтра электромагнитных помех (детали с рейтингом X и Y) имеют диэлектрическую прочность намного выше их номинального напряжения, поэтому это не вызывает особого беспокойства. Иногда я вижу GDT параллельно Y-образным колпачкам (фаза-земля, нейтраль-земля), но часто они не используются из-за жесткости защитных конденсаторов.

Я не удивлюсь, если ваш существующий 10 Вт SMPS еще не имеет какой-либо комбинации GDT и MOV.

Верно, но к моменту срабатывания предохранителя перенапряжение успеет повредить защищаемое оборудование, в зависимости от времени его нарастания — например, удара молнии — поэтому я утверждаю, что присутствие GDT/MOV на сетевом оборудовании в основном бесполезно и создает ощущение, что хорошая мера. Все дорогое оборудование, требующее полной защиты, которое я видел, использует конструкцию типа ИБП.
@user886922 user886922 Участвуя во многих проектах блоков питания переменного/постоянного тока, я соответственно не согласен. Испытания на перенапряжение в соответствии с IEC61000-4-5 покажут вам, что наличие MOV очень полезно для выполнения этого требования, которое настолько близко к реальному удару молнии, насколько вы собираетесь получить в лаборатории. Ваш аргумент кажется мне "настоящий удар молнии взорвет все, зачем беспокоиться?" что не нравится покупателям - некоторая мера защиты все же лучше, чем отсутствие защиты вообще!
SMPS является дешевым, поэтому даже сетевой фильтр не установлен на печатной плате. Вот почему я хочу добавить некоторую внешнюю защиту и фильтрацию. Я правильно понимаю, что вы рекомендуете MOV перед синфазным дросселем?
MOV должен располагаться как можно ближе к мостовому выпрямителю — любая схема электромагнитных помех должна находиться между предохранителем и MOV. Это практика, к которой я привык.

MOV/TVS/и т.д. на сетевых линиях в основном бесполезны. Спросите себя, можете ли вы представить комбинацию MOV/TVS и т. д., эффективную против всей мощности, доступной в сети.

Любое эффективное подавление будет работать путем отключения сети от нагрузки, что значительно усложняет конструкцию, поскольку вам нужны как средства обнаружения перенапряжения, так и отключение нагрузки до того, как будет нанесен ущерб.

Простая, но пуленепробиваемая защита — это безотказная работа — снижая, а затем повышая напряжение контролируемым образом, вы в значительной степени гарантируете, что скачки напряжения не пройдут.

Спасибо за ответ. Защита 1200 В, которую можно получить с помощью серии MOSFET или IGBT, также не похоже, что она будет работать со всеми перенапряжениями (которые IIUC часто достигают нескольких кВ). Реле OTOH не будет реагировать достаточно быстро, чтобы это было полезно. Не могли бы вы это прокомментировать? ИБП будет работать, но только в том случае, если защищаемое оборудование будет дороже самого ИБП :) (к сожалению, в моем проекте это не так).
PS. У вас есть хорошие статьи или, может быть, даже книги, посвященные этой теме?
это компромиссы, в значительной степени. извините, нет ссылок для цитирования.
Использование MOV/GDT в сочетании с быстродействующим предохранителем на входе имеет смысл. Срабатывает защитное устройство, перегорает предохранитель, отключая цепь ниже по потоку.
Как использовать газоразрядные трубки, трансилы и другие вкусности вместе
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v