Skoki napięcia mogą poważnie uszkodzić wrażliwą elektronikę, choć wiele osób wciąż nie do końca je rozumie. Czym dokładnie są skoki napięcia? Co jest ich przyczyną i jak można zapobiec uszkodzeniu obwodów? Czytaj dalej, aby dowiedzieć się więcej!
Co to jest skok napięcia?
Skok napięcia lub stan przejściowy to krótki skok napięcia, podczas którego napięcie przekracza normalny poziom od trzech do tysięcy razy w ciągu milisekund. Stanowi to ryzyko dla wrażliwej elektroniki, ponieważ może powodować błędny ruch elektronów, powodując uszkodzenie układów scalonych i komponentów. Zatem przygotowanie jest niezbędne; wykrywanie skoków wymaga zaawansowanej elektroniki.
Co może powodować skoki napięcia?
Skoki napięcia mogą wynikać z różnych źródeł. Oto miarka:
Z zewnątrz:
- Błyskawica: Bezpośrednie trafienie lub pobliskie uderzenie może spowodować silne wstrząsy w liniach energetycznych.
- Czkawka w sieci energetycznej: awarie, błędy dystrybucji lub przełączanie dużych kondensatorów mogą powodować skoki napięcia.
- Wyłączanie dużych odbiorów: Usunięcie dużych odbiorów z sieci, na przykład podczas przerw w dostawie prądu lub wyłączeń urządzeń, może prowadzić do skoków napięcia.
Od wewnątrz:
- Przełączanie obciążeń: Włączanie i wyłączanie urządzeń takich jak lodówki i klimatyzatory może powodować skoki napięcia.
- Problemy z okablowaniem: Jeśli przewody wysokiego napięcia przypadkowo dotkną przewodów niskiego napięcia, mogą wystąpić poważne skoki napięcia.
- Usterki wewnętrzne: Problemy wewnątrz transformatorów lub innych komponentów mogą również prowadzić do skoków napięcia.
Jaka jest różnica między wzrostem napięcia a skokiem?
Skoki napięcia i skoki napięcia to odrębne zjawiska elektryczne wpływające na sprzęt w różny sposób.
Główna różnica polega na czasie ich trwania: skoki napięcia trwają 1-2 nanosekundy, podczas gdy skoki mocy trwają 3 nanosekundy lub dłużej, czasami przez kilka minut. Ma to wpływ na reakcję systemów elektrycznych.
Ich przyczyny również są różne. Skoki napięcia często wynikają z takich zdarzeń, jak uderzenia pioruna lub wyładowania elektrostatyczne, natomiast skoki napięcia wynikają z utrzymującej się niezrównoważenia w systemie dystrybucji mocy, takiej jak awarie sieci energetycznej lub przełączanie dużych obciążeń.
Jeśli chodzi o amplitudę napięcia, skoki napięcia mogą na krótko osiągnąć dziesiątki tysięcy woltów, podczas gdy przepięcia osiągają setki woltów powyżej normy, ale trwają dłużej.
W przypadku systemów akumulatorowych skoki napięcia mogą uszkodzić system zarządzania akumulatorem (BMS) lub obwody monitorujące, natomiast skoki napięcia mogą powodować przegrzanie podczas ładowania, skracając żywotność akumulatora i stwarzając zagrożenie dla bezpieczeństwa.
Jak zatrzymać skoki napięcia?
Tłumienie skoków napięcia wymaga specjalnych obwodów. Inżynierowie elektrycy wdrażają tłumienie przepięć w prawie wszystkich obwodach, w tym w sieci energetycznej. Jednak całkowite tłumienie nie zawsze jest możliwe, co wymaga dodatkowej ochrony w dalszej części przepływu.
Tłumiki przepięć wykorzystują diody, cewki indukcyjne i kondensatory do pochłaniania energii lub kierowania jej do masy. Ich konstrukcja zależy od potrzeb obwodu i rodzaju iglicy. Na przykład tłumik przepięć sieci energetycznej chroniący przed uderzeniami pioruna wykorzystuje urządzenie o dużej iskierniku, podczas gdy układ scalony zazwyczaj wykorzystuje zabezpieczenie półprzewodnikowe, takie jak diody Zenera lub tyrystory.
Ochronniki przeciwprzepięciowe umożliwiają urządzeniom działanie podczas przepięć, ale mają ograniczoną żywotność i mogą ulec awarii w przypadku przeciążenia. Wiele dedykowanych ochronników przeciwprzepięciowych posiada wskaźniki niezawodności. Wskazane jest posiadanie dodatkowego ogranicznika przepięć sygnalizującego jego działanie, który można zamontować w rozdzielnicach na przyłączach do sieci lub polach wyłącznikowych.
Ograniczniki przepięć są często wbudowane w kable zasilające, ale mogą być również zintegrowane z elektroniką lub panelami wyłącznikowymi.
Jakie jest maksymalne napięcie szczytowe?
Niektóre przepięcia są silniejsze, dlatego istotne jest zrozumienie poziomu ochrony wrażliwych urządzeń elektronicznych. Maksymalne napięcie szczytowe wskazuje na tę ochronę.
Kupując urządzenia przeciwprzepięciowe, sprawdź parametry znamionowe pod kątem napięcia przelotowego, napięcia zaciskania, dżuli i natężenia prądu. Preferowane są wyższe wartości znamionowe w dżulach i amperach; dążyć do niższego napięcia zaciskania, aby zwiększyć ochronę urządzenia.
Czy potrzebujesz tłumienia przepięć w obwodach akumulatorów prądu stałego?
Odpowiedź zależy od tego, jak zbudujesz i użyjesz obwodu. Podczas gdy obwody prądu stałego mogą doświadczać skoków napięcia podobnie jak obwody prądu przemiennego, izolowane obwody prądu stałego akumulatora są na nie mniej podatne.
Wielu klientów korzysta z naszych baterie w zastosowaniach prądu stałego poza siecią, gdzie skoki napięcia są minimalne i generalnie nie uszkadzają akumulatorów ani elektroniki.
Jednakże, aby zapobiec przetężeniu, konieczne są odpowiednie bezpieczniki elektryczne.
Wiele urządzeń elektronicznych prądu stałego ma wbudowaną funkcję tłumienia przepięć. Zmniejszyły się obawy dotyczące skoków napięcia z alternatorów pojazdów, ponieważ nowoczesne prostowniki diodowe działają obecnie jako tłumiki napięcia.
W przypadku obwodów o znaczeniu krytycznym zaleca się dodanie tłumienia przepięć niskiego napięcia. Jeśli obwód prądu stałego łączy się z zasilaniem prądu przemiennego w celu ładowania lub konwersji, na przykład podłączania pojazdów kempingowych lub łodzi, potrzebujesz zabezpieczenia przeciwprzepięciowego. Dotyczy to zarówno korzystania z zasilania z lądu, generatora, jak i wytwarzania prądu przemiennego z akumulatorów i falownika, ponieważ systemy te łączą się z nieznanymi źródłami zasilania. Dlatego też stosowanie zabezpieczeń przeciwprzepięciowych jest niezbędne w zastosowaniach przenośnych ze względu na różną jakość obwodów.
Jak radzić sobie ze skokami napięcia?
Skoki napięcia mogą być szkodliwe, jeśli nie jesteś przygotowany, ale łatwo je zrozumieć i uniknąć.
Niezależnie od tego, czy jest to spowodowane awarią sprzętu, czy naturą, ochrona jest prosta: używaj codziennych ochronników przeciwprzepięciowych lub tłumików. Ta wiedza pomoże Ci chronić wrażliwe urządzenia elektroniczne przez lata.
