Sự tăng vọt điện áp có thể làm hỏng nghiêm trọng các thiết bị điện tử nhạy cảm của bạn, tuy nhiên nhiều người vẫn chưa hiểu hết về chúng. Vậy chính xác thì xung điện áp là gì? Điều gì gây ra chúng và làm cách nào bạn có thể ngăn chúng làm hỏng mạch điện của mình? Hãy đọc để tìm hiểu thêm!
Tăng đột biến điện áp là gì?
Tăng đột biến điện áp, hay thoáng qua, là một sự đột biến ngắn trong đó điện áp vượt quá mức bình thường từ ba đến hàng nghìn lần trong một phần nghìn giây. Điều này gây rủi ro cho các thiết bị điện tử nhạy cảm vì nó có thể gây ra chuyển động thất thường của điện tử, làm hỏng các mạch và linh kiện tích hợp. Vì vậy, sự chuẩn bị là điều cần thiết; việc phát hiện xung điện đòi hỏi phải có thiết bị điện tử tiên tiến.
Điều gì có thể gây ra sự tăng đột biến điện áp?
Xung đột điện áp có thể phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau. Đây là tin sốt dẻo:
Từ bên ngoài:
- Sét: Một cú đánh trực tiếp hoặc một cú đánh gần đó có thể tạo ra những chấn động lớn xuyên qua đường dây điện.
- Trục trặc của lưới điện: Trục trặc, lỗi phân phối hoặc chuyển đổi tụ điện lớn có thể gây ra đột biến.
- Tắt các phụ tải lớn: Việc loại bỏ các phụ tải lớn khỏi lưới điện, chẳng hạn như khi mất điện hoặc tắt thiết bị, có thể dẫn đến tăng đột biến.
Từ bên trong:
- Chuyển đổi tải: Các thiết bị như tủ lạnh và bộ AC bật hoặc tắt có thể gây ra hiện tượng tăng vọt điện áp.
- Sự cố về dây điện: Nếu dây điện áp cao vô tình chạm vào dây điện áp thấp, có thể xảy ra hiện tượng giật điện lớn.
- Trục trặc bên trong: Các sự cố bên trong máy biến áp hoặc các bộ phận khác cũng có thể dẫn đến tăng điện áp.
Sự khác biệt giữa tăng điện và tăng đột biến là gì?
Tăng điện và tăng điện áp là những hiện tượng điện riêng biệt ảnh hưởng đến thiết bị một cách khác nhau.
Sự khác biệt chính nằm ở thời lượng của chúng: xung điện áp kéo dài 1-2 nano giây, trong khi xung điện kéo dài 3 nano giây hoặc lâu hơn, đôi khi trong vài phút. Điều này ảnh hưởng đến cách hệ thống điện phản ứng.
Nguyên nhân của chúng cũng khác nhau. Điện áp tăng vọt thường do các sự kiện như sét đánh hoặc phóng tĩnh điện, trong khi điện tăng vọt xuất phát từ sự mất cân bằng kéo dài trong hệ thống phân phối điện, chẳng hạn như trục trặc về tiện ích hoặc chuyển mạch tải lớn.
Về biên độ điện áp, các xung điện có thể đạt tới hàng chục nghìn volt trong thời gian ngắn, trong khi các xung điện đo cao hơn hàng trăm volt so với bình thường nhưng tồn tại lâu hơn.
Đối với hệ thống pin, điện áp tăng vọt có thể gây hại cho hệ thống quản lý pin (BMS) hoặc mạch giám sát, trong khi nguồn điện tăng vọt có thể gây quá nhiệt trong khi sạc, giảm tuổi thọ pin và tạo ra các mối nguy hiểm về an toàn.
Làm thế nào để bạn ngăn chặn điện áp tăng đột biến?
Việc ngăn chặn các xung điện áp đòi hỏi các mạch đặc biệt. Các kỹ sư điện thực hiện việc ngăn chặn đột biến ở hầu hết các mạch, bao gồm cả lưới điện. Nhưng việc ngăn chặn hoàn toàn không phải lúc nào cũng có thể đạt được, đòi hỏi phải có biện pháp bảo vệ bổ sung ở hạ nguồn.
Bộ chống sét sử dụng điốt, cuộn cảm và tụ điện để hấp thụ năng lượng hoặc dẫn năng lượng xuống đất. Thiết kế của chúng phụ thuộc vào nhu cầu của mạch và loại tăng đột biến. Ví dụ, bộ triệt xung điện lưới để chống sét sử dụng thiết bị có khe hở tia lửa lớn, trong khi mạch tích hợp thường sử dụng biện pháp bảo vệ trạng thái rắn như điốt Zener hoặc thyristor.
Thiết bị chống sốc điện cho phép các thiết bị hoạt động trong quá trình tăng đột biến nhưng có tuổi thọ hạn chế và có thể bị hỏng nếu bị quá tải. Nhiều thiết bị chống sét lan truyền chuyên dụng có các chỉ báo về độ tin cậy. Nên trang bị thêm một bộ chống đột biến điện để báo hiệu hoạt động của nó và có thể được lắp đặt trong các thiết bị đóng cắt tại các kết nối lưới hoặc bảng cầu dao.
Bộ chống sét thường được tích hợp vào dây nguồn nhưng cũng có thể được tích hợp vào các thiết bị điện tử hoặc bảng cầu dao.
Điện áp tăng đột biến tối đa là gì?
Một số xung điện mạnh hơn nên điều cần thiết là phải hiểu mức độ bảo vệ đối với các thiết bị điện tử nhạy cảm. Điện áp tăng đột biến tối đa cho thấy sự bảo vệ này.
Khi mua thiết bị chống sét lan truyền, hãy kiểm tra xếp hạng về điện áp cho qua, điện áp kẹp, joules và cường độ dòng điện. Xếp hạng joule và amp cao hơn là thích hợp hơn; nhằm mục đích giảm điện áp kẹp để tăng cường bảo vệ thiết bị.
Bạn có cần ngăn chặn xung điện trong mạch pin DC không?
Câu trả lời phụ thuộc vào cách bạn xây dựng và sử dụng mạch của mình. Trong khi các mạch DC có thể gặp hiện tượng tăng đột biến điện áp như mạch điện xoay chiều, thì các mạch DC dùng pin cách ly ít xảy ra hiện tượng này hơn.
Nhiều khách hàng sử dụng của chúng tôi pin trong các ứng dụng DC ngoài lưới, nơi mà điện áp tăng đột biến ở mức tối thiểu và thường không làm hỏng pin hoặc thiết bị điện tử.
Tuy nhiên, cầu chì điện thích hợp là cần thiết để quản lý quá dòng.
Nhiều thiết bị điện tử DC có tích hợp tính năng chống đột biến điện tích hợp. Mối lo ngại về sự tăng đột biến điện áp từ máy phát điện trên xe đã giảm bớt vì các bộ chỉnh lưu điốt hiện đại hiện hoạt động như bộ triệt điện áp.
Đối với các mạch có nhiệm vụ quan trọng, nên bổ sung thêm tính năng triệt tiêu xung điện áp thấp. Nếu mạch DC của bạn kết nối với nguồn điện xoay chiều để sạc hoặc chuyển đổi, chẳng hạn như cắm vào RV hoặc thuyền, bạn cần có thiết bị chống sét lan truyền. Điều này áp dụng cho dù sử dụng nguồn điện trên bờ, máy phát điện hay tạo ra dòng điện xoay chiều từ pin và bộ biến tần vì các hệ thống này kết nối với các nguồn điện không xác định. Do đó, việc sử dụng thiết bị chống sét lan truyền là điều cần thiết cho các ứng dụng di động do chất lượng mạch khác nhau.
Làm thế nào để đối phó với sự tăng vọt điện áp?
Sự tăng vọt điện áp có thể gây tổn hại nếu bạn không chuẩn bị trước, nhưng chúng rất dễ hiểu và dễ tránh.
Cho dù do lỗi thiết bị hay do thiên nhiên, việc bảo vệ đều rất đơn giản: sử dụng thiết bị chống sét lan truyền hoặc thiết bị triệt tiêu hàng ngày. Kiến thức này giúp giữ an toàn cho các thiết bị điện tử nhạy cảm của bạn trong nhiều năm.
