保护元件、设备人身安全防护(四川防电盾)
生活随笔
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保护元件、设备人身安全防护(四川防电盾)
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內容包括各種保護元件(比如保險絲、壓敏電阻、氣體放電管等),過電壓保護與過電流保護的介紹等。紫色文字是超鏈接,點擊自動跳轉至相關博文。持續更新,原創不易!
目錄:
一、保護元件
1、保險絲
1)自恢復保險絲? ?2)玻璃保險絲? ?3)快速熔斷保險絲? ?4)溫度保險絲
2、壓敏電阻與氣體放電管
二、PTC熱敏電阻保護
1、元件的選擇
2、應用舉例
三、過電壓保護
1、簡述 2、工作原理 3、元器件選擇與制作 四、反時限過流保護 五、四川電之盾-防電寶安全電源原理
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一、保護元件
1、保險絲
1)自恢復保險絲
PTC貼片自恢復保險絲1812 500MA 24V MINISMDC050F-2 絲印5X5
----------------------------- 2)玻璃保險絲 常見的(直徑 x 長度)5*20mm、6*32mm ----------------------------- 3)快速熔斷保險絲 ----------------------------- 4)溫度保險絲
如果電網電壓突然升高,超過250V,此時在RP中點的電壓就導致VDW擊穿導通,VDW導通后,又使得三極管VT導通,VT導通后,其集電極—發射極的壓降很小,不足以觸發VS,又導致VS截止,因此插座CZ中的家電斷電停止工作,因而起到了保護的目的。一旦電網電壓下降,VT又截止,VT的集電極電位升高,又觸發VS導通,家電得電繼續工作。 --------------------------------------------------------- 3、元器件選擇與制作
當電網電壓為220V時,調整RP,使VDW不擊穿,當電壓升高至250V,VT飽和導通即可,調試時用一臺調壓變壓器來模擬市電的變化更方便。 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
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2、壓敏電阻與氣體放電管 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 二、PTC熱敏電阻保護 1、元件的選擇 1)最大工作電壓 PTC熱敏電阻器串聯在電路中,正常工作時僅有一小部分電壓保持在PTC熱敏電阻器上,當PTC熱敏電阻器啟動呈高阻態時,必須承受幾乎全部的電源電壓,因此PTC熱敏電阻時,要有足夠高的最大工作電壓,同時還要考慮到電源電壓可能產生的波動。 ----------------------------- 2)不動作電流和動作電流 為得到可靠的開關功能,動作電流至少要超過不動作電流的兩倍。由于環境溫度對不動作電流和動作電流的影響極大,因此要把最壞的情況考慮進去,對不動作電流來說,選應用在允許的最高環境溫度時的值,對動作電流來說,選應用在較低環境溫度下的值。 ----------------------------- 3)在最大工作電壓時允許的最大電流 需要PTC熱敏電阻保護功能時,要檢查電路中是否有產生超過允許的最大電流的條件,一般是指用戶存在產生短路可能性的情況。規格書己經給出了最大電流值,超過這個值使用時,可導致PTC熱敏電阻破壞或早期失效。 ----------------------------- 4)開關溫度(居里溫度) 可提供居里溫度80度、100度、120度、140度的過載保護元件,一方面,不動作電流取決于居里溫度和PTC熱敏電阻芯片的直徑,從降低成本方面考慮,應選用高居里溫度和小尺寸元件;另一方面須考慮,這樣選擇的PTC熱敏電阻會有較高的表面溫度,是否會在線路中導致不希望的副作用。一般情況下,居里溫度要超過最高使用一半溫度20-40度。 ----------------------------- 5)使用環境的影響 在接觸化學實際或在使用灌注料或填料時,須特別小心鈦酸鋇陶瓷被還原導致PTC熱敏電阻效應下降,以及由于灌注造成的導熱條件變化,都可能導致PTC熱敏電阻局部過熱而損壞。 --------------------------------------------------------- 2、應用舉例 己知一電源變壓器初級電壓220V,次級電壓16V,次級電流1.5A,次級異常時初級電流約350mA,10分鐘之內應進入保護狀態,變壓器工作環境溫度-10-40度,正常工作溫升15-20度,PTC熱敏電阻靠近變壓器安裝。 1)確定最大工作電壓 己知變壓器工作電壓220V,考慮電源波動的因素,最大工作電壓應達到220V*(1+20%)=264V,PTC熱敏電阻的最大工作電壓選265V。 2)確定不動作電流 經計算和實際測量,變壓器正常工作時初級電流125mA,考慮到PTC熱敏電阻的安裝位置的環境溫度最高可達60度,可確定不動作電流在60度應為130-140mA。 3)確定動作電流 考慮到PTC熱敏電阻的安裝位置的環境溫度最低可達到-10或25度,可確定動作電流在-10度或25度時應為340-350mA,動作時間約5分鐘。 4)確定額定功率電阻R25 PTC熱敏電阻串聯在初級中,產生的電壓降應盡量小,PTC熱敏電阻自身的發功率也應盡量小,一般PTC熱敏電阻的壓降應小于總電源的1%,R25經計算:220V*1%/0.125A=17.6歐 5)確定最大電流 經實際測量,變壓器次級短路時,初級電流可達到500mA,如果考慮到初級線圈發生部分短路時更大的電流通過,PTC熱敏電阻的最大電流確定在1A以上。 6)確定居里溫度和外形尺寸 考慮到PTC熱敏電阻的安裝位置的環境溫度最高可達60度,選擇居里溫度時在此基礎上增加40度,居里溫度為100度,但考慮到低成本,以及PTC熱敏電阻未安裝在變壓器線包內,其較高的表面溫度不會對變壓器產生不良作用,故居里溫度可選擇120度,這樣PTC熱敏電阻的直徑可減小一檔,成本可下降。 7)確定PTC熱敏電阻型號 根據以上要求,查閱規格表,選定MZ11-10P15RH265,即:最大工作電壓265V,額定零功率電阻15歐±25%,不動作電流140mA,動作電流350mA,最大電流1.2A,居里溫度120度,最大尺寸Φ11mm。 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 三、過電壓保護 1、簡述 下圖為過電壓保護原理圖,當某種原因使電網電壓突然升高時,會使正在運行的冰箱、洗衣機、電視機、音響、電腦等家用電器遭受不同程度的損壞,嚴重時還會因此而發生火災,造成很大的經濟損失。本文介紹一種簡易的過電壓保護裝置,一旦電壓超過允許范圍即可自動斷電,電壓恢復正常又可自動接通,對家電起到保護作用。 --------------------------------------------------------- 2、工作原理 工作原理見圖1。電容器C1將220V交流市電降壓限流后,由二極管VD1、VD2整流,電容器C2擔任濾波,得到12V左右的直流電壓。當電網電壓正常時,穩壓二極管VDW不能被擊穿導通,此時三極管VT處于截止狀態,雙向可控硅VS受到電壓觸發面導通,插在插座CZ中的家電通電工作。如果電網電壓突然升高,超過250V,此時在RP中點的電壓就導致VDW擊穿導通,VDW導通后,又使得三極管VT導通,VT導通后,其集電極—發射極的壓降很小,不足以觸發VS,又導致VS截止,因此插座CZ中的家電斷電停止工作,因而起到了保護的目的。一旦電網電壓下降,VT又截止,VT的集電極電位升高,又觸發VS導通,家電得電繼續工作。 --------------------------------------------------------- 3、元器件選擇與制作
| 編 號 | 名 稱 | 型 號 | 數 量 |
| R | 電阻 | 5.1K | 1 |
| RP | 電位器 | 15K 選用多圈精密電位器 | 1 |
| C1 | 金屬化紙介電容 | 0.47uF 耐壓≥400V | 1 |
| C2 | 電解電容 | 100uF/25V | 1 |
| VD1、2 | 整流二極管 | IN4007 | 2 |
| VDW | 穩壓二極管 | 12V 2CW12 | 1 |
| VT | 晶體三極管 | 3DA87C、3DG12等 | 1 |
| VS | 雙向可控硅 | 6—10A 耐壓≥600V | 1 |
| CZ | 電源插座 | 10A 250V | 1 |
?四、反時限過流保護
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 五、四川電之盾-防電寶安全電源原理 1、可自由碰觸交流220V插座任一個電極 2、插座可在水中拔插 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------總結
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