Скачки напряжения могут серьезно повредить вашу чувствительную электронику, но многие люди до сих пор не до конца их понимают. Итак, что же такое скачки напряжения? Что их вызывает и как можно предотвратить повреждение ваших цепей? Продолжайте читать, чтобы узнать больше!
Что такое скачок напряжения?
Скачок напряжения, или переходный процесс, представляет собой кратковременный скачок напряжения, при котором напряжение превышает нормальный уровень в три-тысячи раз в течение миллисекунд. Это представляет риск для чувствительной электроники, поскольку может вызвать беспорядочное движение электронов, повреждая интегральные схемы и компоненты. Таким образом, подготовка необходима; обнаружение всплесков требует передовой электроники.
Что может вызвать скачки напряжения?
Скачки напряжения могут возникать по разным причинам. Вот совок:
Снаружи:
- Молния: прямое попадание или удар поблизости может вызвать сильные толчки в линиях электропередачи.
- Сбои в электросети. Неисправности, ошибки распределения или переключение больших конденсаторов могут вызвать скачки напряжения.
- Отключение больших нагрузок. Отключение больших нагрузок от сети, например, во время отключения электроэнергии или выключения приборов, может привести к скачкам напряжения.
Изнутри:
- Переключение нагрузок. Включение и выключение таких приборов, как холодильники и кондиционеры, может вызвать скачки напряжения.
- Проблемы с проводкой: если высоковольтные провода случайно коснутся низковольтных, могут возникнуть серьезные скачки напряжения.
- Внутренние сбои. Проблемы внутри трансформаторов или других компонентов также могут привести к скачкам напряжения.
В чем разница между скачком напряжения и скачком?
Скачки напряжения и скачки напряжения — это отдельные электрические явления, по-разному влияющие на оборудование.
Основное отличие заключается в их продолжительности: скачки напряжения длятся 1-2 наносекунды, а скачки напряжения – 3 наносекунды и дольше, иногда минуты. Это влияет на реакцию электрических систем.
Их причины также различаются. Скачки напряжения часто возникают в результате таких событий, как удары молнии или электростатические разряды, а скачки напряжения возникают из-за устойчивого дисбаланса в системе распределения электроэнергии, например, сбоев в работе энергосистемы или переключения большой нагрузки.
Что касается амплитуды напряжения, скачки напряжения могут кратковременно достигать десятков тысяч вольт, тогда как скачки напряжения превышают норму на сотни вольт, но длятся дольше.
В аккумуляторных системах скачки напряжения могут повредить систему управления аккумулятором (BMS) или схему мониторинга, а скачки напряжения могут вызвать перегрев во время зарядки, сократить срок службы аккумулятора и создать угрозу безопасности.
Как остановить скачки напряжения?
Для подавления скачков напряжения требуются специальные схемы. Инженеры-электрики реализуют подавление скачков напряжения практически во всех цепях, включая электросеть. Однако полное подавление не всегда достижимо, что требует дополнительной защиты на последующих этапах.
В ограничителях перенапряжения используются диоды, катушки индуктивности и конденсаторы для поглощения энергии или направления ее на землю. Их конструкция зависит от потребностей схемы и типа шипа. Например, в ограничителе перенапряжения электросети от ударов молнии используется устройство с большим искровым разрядником, а в интегральных схемах обычно используется полупроводниковая защита, такая как стабилитроны или тиристоры.
Сетевые фильтры позволяют устройствам работать во время скачков напряжения, но имеют ограниченный срок службы и могут выйти из строя при перегрузке. Многие специальные устройства защиты от перенапряжения оснащены индикаторами надежности. Целесообразно иметь дополнительный ограничитель перенапряжения, сигнализирующий о его срабатывании, который может быть установлен в распределительных устройствах на присоединениях к сети или панелях выключателей.
Ограничители перенапряжений часто встраиваются в шнуры питания, но также могут быть интегрированы в электронику или панели выключателей.
Что такое максимальное пиковое напряжение?
Некоторые скачки напряжения более мощные, поэтому важно понимать уровень защиты чувствительной электроники. Максимальное пиковое напряжение указывает на эту защиту.
При покупке сетевых фильтров проверьте номиналы пропускаемого напряжения, напряжения зажима, джоулей и силы тока. Предпочтительны более высокие значения джоулей и ампер; стремитесь к более низкому фиксирующему напряжению для повышения защиты устройства.
Нужно ли вам подавление перенапряжений в цепях батарей постоянного тока?
Ответ зависит от того, как вы строите и используете свою схему. В то время как цепи постоянного тока могут испытывать скачки напряжения, как и цепи переменного тока, цепи постоянного тока с изолированной батареей менее подвержены им.
Многие клиенты используют нашу батарейки в автономных приложениях постоянного тока, где скачки напряжения минимальны и обычно не повреждают батареи или электронику.
Однако для предотвращения перегрузки по току необходимы соответствующие электрические предохранители.
Многие электронные устройства постоянного тока имеют встроенное подавление перенапряжений. Опасения по поводу скачков напряжения от автомобильных генераторов уменьшились, поскольку современные диодные выпрямители теперь действуют как ограничители напряжения.
Для критически важных цепей рекомендуется добавить подавление перенапряжений низкого напряжения. Если ваша цепь постоянного тока подключается к сети переменного тока для зарядки или преобразования, например, для подключения к автофургонам или лодкам, вам понадобится сетевой фильтр. Это применимо как при использовании береговой энергии, генератора, так и при создании переменного тока от батарей и инвертора, поскольку эти системы подключаются к неизвестным источникам энергии. Поэтому использование сетевых фильтров крайне важно для портативных устройств из-за различного качества цепей.
Как бороться с скачками напряжения?
Скачки напряжения могут нанести вред, если вы не готовы, но их легко понять и избежать.
Независимо от того, вызвано ли это неисправностью оборудования или природными причинами, защита проста: используйте повседневные устройства защиты от перенапряжения или ограничители напряжения. Эти знания помогут сохранить вашу чувствительную электронику в безопасности на долгие годы.
