แรงดันไฟกระชากอาจทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความละเอียดอ่อนของคุณเสียหายร้ายแรง แต่หลายๆ คนก็ยังไม่เข้าใจอุปกรณ์เหล่านี้อย่างถ่องแท้ แล้วแรงดันไฟกระชากคืออะไรกันแน่? อะไรเป็นสาเหตุ และคุณจะป้องกันไม่ให้วงจรของคุณเสียหายได้อย่างไร? อ่านต่อเพื่อหาข้อมูลเพิ่มเติม!
แรงดันไฟฟ้า Spike คืออะไร?
แรงดันไฟฟ้าพุ่งสูงขึ้นหรือชั่วคราว คือไฟกระชากสั้นๆ โดยที่แรงดันไฟฟ้าเกินระดับปกติสามถึงหลายพันครั้งต่อมิลลิวินาที สิ่งนี้ก่อให้เกิดความเสี่ยงต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความละเอียดอ่อน เนื่องจากอาจทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่ไม่แน่นอน และสร้างความเสียหายให้กับวงจรรวมและส่วนประกอบต่างๆ ดังนั้นการเตรียมตัวจึงเป็นสิ่งจำเป็น การตรวจจับเดือยต้องใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูง
อะไรทำให้เกิดแรงดันไฟกระชาก?
แรงดันไฟกระชากอาจเกิดขึ้นได้จากหลายแหล่ง นี่คือสกู๊ป:
จากภายนอก:
- ฟ้าผ่า: การชนโดยตรงหรือการโจมตีในบริเวณใกล้เคียงสามารถส่งแรงสั่นสะเทือนขนาดใหญ่ผ่านสายไฟได้
- อาการสะอึกของโครงข่ายไฟฟ้า: การทำงานผิดปกติ ข้อผิดพลาดในการกระจาย หรือการสลับตัวเก็บประจุขนาดใหญ่อาจทำให้เกิดไฟกระชากได้
- การปิดโหลดขนาดใหญ่: การนำโหลดขนาดใหญ่ออกจากกริด เช่น ระหว่างไฟฟ้าดับหรือปิดเครื่อง อาจทำให้เกิดการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว
จากภายใน:
- การสลับโหลด: การเปิดหรือปิดเครื่องใช้ไฟฟ้า เช่น ตู้เย็นและหน่วย AC อาจทำให้แรงดันไฟฟ้ากระโดด
- ปัญหาการเดินสายไฟ: หากสายไฟแรงสูงสัมผัสกับแรงดันไฟฟ้าต่ำโดยไม่ตั้งใจ อาจเกิดไฟกระชากขนาดใหญ่ได้
- ข้อบกพร่องภายใน: ปัญหาภายในหม้อแปลงหรือส่วนประกอบอื่นๆ อาจทำให้เกิดไฟกระชากได้
ความแตกต่างระหว่างไฟกระชากและขัดขวางคืออะไร?
ไฟกระชากและแรงดันไฟกระชากเป็นปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าที่แตกต่างกันซึ่งส่งผลต่ออุปกรณ์ต่างกัน
ความแตกต่างหลักอยู่ที่ระยะเวลา: แรงดันไฟฟ้าพุ่งขึ้นสูงสุด 1-2 นาโนวินาที ในขณะที่ไฟกระชากนาน 3 นาโนวินาทีหรือนานกว่านั้น บางครั้งอาจนานเป็นนาที สิ่งนี้ส่งผลต่อการตอบสนองของระบบไฟฟ้า
สาเหตุของพวกเขาก็แตกต่างกันเช่นกัน แรงดันไฟฟ้าพุ่งสูงมักเกิดจากเหตุการณ์ต่างๆ เช่น ฟ้าผ่าหรือการปล่อยประจุไฟฟ้าสถิต ในขณะที่ไฟกระชากเกิดขึ้นจากความไม่สมดุลที่ยั่งยืนในระบบจ่ายไฟ เช่น การทำงานผิดปกติของสาธารณูปโภคหรือการสลับโหลดขนาดใหญ่
ในแง่ของแอมพลิจูดของแรงดันไฟฟ้า เดือยสามารถเข้าถึงโวลต์นับหมื่นโวลต์ในเวลาสั้นๆ ในขณะที่ไฟกระชากวัดได้หลายร้อยโวลต์สูงกว่าปกติแต่จะอยู่ได้นานกว่า
สำหรับระบบแบตเตอรี่ แรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วอาจเป็นอันตรายต่อระบบการจัดการแบตเตอรี่ (BMS) หรือวงจรตรวจสอบ ในขณะที่ไฟกระชากอาจทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไปในระหว่างการชาร์จ ลดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ และสร้างอันตรายด้านความปลอดภัย
คุณจะหยุดแรงดันไฟกระชากได้อย่างไร?
การปราบปรามแรงดันไฟกระชากต้องใช้วงจรพิเศษ วิศวกรไฟฟ้าใช้ระบบป้องกันไฟกระชากในเกือบทุกวงจร รวมถึงโครงข่ายไฟฟ้าด้วย แต่การปราบปรามอย่างสมบูรณ์นั้นไม่สามารถทำได้เสมอไป โดยจำเป็นต้องมีการป้องกันเพิ่มเติมที่ปลายน้ำ
เครื่องป้องกันไฟกระชากใช้ไดโอด ตัวเหนี่ยวนำ และตัวเก็บประจุเพื่อดูดซับพลังงานหรือส่งลงกราวด์ การออกแบบขึ้นอยู่กับความต้องการของวงจรและประเภทของเดือย ตัวอย่างเช่น เครื่องป้องกันไฟกระชากของระบบส่งไฟฟ้าสำหรับฟ้าผ่าใช้อุปกรณ์ช่องว่างประกายไฟขนาดใหญ่ ในขณะที่วงจรรวมโดยทั่วไปจะใช้การป้องกันโซลิดสเตต เช่น ซีเนอร์ไดโอดหรือไทริสเตอร์
อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากช่วยให้อุปกรณ์ทำงานระหว่างเกิดไฟกระชาก แต่มีอายุการใช้งานที่จำกัด และอาจทำงานล้มเหลวได้หากไฟกระชากมากเกินไป อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากโดยเฉพาะหลายตัวมีตัวบ่งชี้ความน่าเชื่อถือ ขอแนะนำให้ใช้เครื่องป้องกันไฟกระชากเพิ่มเติมที่ส่งสัญญาณการทำงานและสามารถติดตั้งในสวิตช์เกียร์ที่การเชื่อมต่อกริดหรือแผงเบรกเกอร์
เครื่องป้องกันไฟกระชากมักจะติดตั้งอยู่ในสายไฟ แต่อาจรวมเข้ากับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือแผงเบรกเกอร์ด้วย
แรงดันสไปค์สูงสุดคืออะไร?
ไฟกระชากบางครั้งมีพลังมากกว่า ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเข้าใจระดับการป้องกันสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความละเอียดอ่อน แรงดันไฟกระชากสูงสุดบ่งบอกถึงการป้องกันนี้
เมื่อซื้ออุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก ให้ตรวจสอบพิกัดสำหรับแรงดันไฟเข้า แรงดันแคลมป์ จูล และแอมแปร์ ควรใช้เรตติ้งจูลและแอมป์ที่สูงกว่า มุ่งหวังที่จะลดแรงดันไฟฟ้าในการหนีบลงเพื่อเพิ่มการป้องกันอุปกรณ์
คุณต้องการการป้องกันไฟกระชากในวงจรแบตเตอรี่ DC หรือไม่?
คำตอบขึ้นอยู่กับว่าคุณสร้างและใช้วงจรของคุณอย่างไร แม้ว่าวงจร DC อาจประสบกับแรงดันไฟกระชาก เช่น วงจร AC แต่วงจร DC ของแบตเตอรี่แบบแยกส่วนจะมีโอกาสเกิดน้อยกว่า
ลูกค้าหลายรายใช้ของเรา แบตเตอรี่ ในการใช้งาน DC นอกโครงข่าย ซึ่งแรงดันไฟฟ้าพุ่งสูงเพียงเล็กน้อย และโดยทั่วไปจะไม่ทำให้แบตเตอรี่หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เสียหาย
อย่างไรก็ตาม ฟิวส์ไฟฟ้าที่เหมาะสมมีความจำเป็นในการจัดการกระแสไฟเกิน
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ DC จำนวนมากมีระบบป้องกันไฟกระชากในตัว ความกังวลเกี่ยวกับแรงดันไฟกระชากจากไดชาร์จของยานพาหนะลดลง เนื่องจากปัจจุบันไดโอดเรกติฟายเออร์สมัยใหม่ทำหน้าที่เป็นตัวป้องกันแรงดันไฟฟ้า
สำหรับวงจรที่มีภารกิจสำคัญ แนะนำให้เพิ่มระบบป้องกันไฟกระชากแรงดันต่ำ หากวงจรไฟฟ้ากระแสตรงของคุณเชื่อมต่อกับไฟ AC เพื่อชาร์จหรือแปลง เช่น การเสียบรถบ้านหรือเรือ คุณต้องมีอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก ข้อกำหนดนี้นำไปใช้ไม่ว่าจะใช้พลังงานจากฝั่ง เครื่องกำเนิดไฟฟ้า หรือสร้างไฟฟ้ากระแสสลับจากแบตเตอรี่และอินเวอร์เตอร์ เนื่องจากระบบเหล่านี้เชื่อมต่อกับแหล่งพลังงานที่ไม่รู้จัก ดังนั้นการใช้อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากจึงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการใช้งานแบบพกพาเนื่องจากคุณภาพของวงจรที่แตกต่างกัน
วิธีจัดการกับแรงดันไฟกระชาก?
แรงดันไฟฟ้าที่พุ่งสูงขึ้นอาจสร้างความเสียหายได้หากคุณไม่ได้เตรียมตัว แต่ก็สามารถเข้าใจและหลีกเลี่ยงได้ง่าย
ไม่ว่าจะเกิดจากความล้มเหลวของอุปกรณ์หรือโดยธรรมชาติ การป้องกันก็ทำได้ง่าย: ใช้อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากหรืออุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากทุกวัน ความรู้นี้ช่วยให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความละเอียดอ่อนของคุณปลอดภัยได้นานหลายปี
