Limitator de curent în rețelele electrice și electronice

Limitatorul de curent (RT) este un dispozitiv care este utilizat în circuite electrice sau electronice pentru a reduce limita superioară a curentului DC (DC) sau AC (AC) care curge pe sarcină. Acest lucru asigură o protecție fiabilă în timp util a circuitelor de generare sau a sistemelor electronice de efectele dăunătoare din cauza unui scurtcircuit în rețea sau a altor procese negative care conduc la o creștere accentuată a AC / DC.

Metodele de limitare sunt folosite pentru a controla cantitatea de curent care curge într-un circuit constant sau variabil. Dispozitivul garantează că, în cazul depășirii dimensiunilor limită, protecția va funcționa în mod fiabil și în timp util. Dispozitivele de limitare a curentului pot fi utilizate în diferite modificări, în funcție de sensibilitate, sarcina curentă standard, timpul de răspuns și cauzele posibile ale unui scurtcircuit în rețea.

Excesul AC / DC poate să apară într-un circuit intern, datorită componentelor scurtcircuitată, cum ar fi diode, tranzistori, condensatori sau transformatoare, precum și probleme cu supraîncărcare externă caracter de obiecte de rețea, circuitul de scurtcircuitare sau de suprasarcină pe bornele de alimentare cu energie electrică de intrare.

Tipuri de dispozitive de limitare

Alegerea dispozitivelor de protecție depinde de mai mulți factori. Instrumentele sunt pasive și active, pot fi utilizate individual sau în combinație. În mod obișnuit, limitatorul este conectat în serie cu sarcina.

Tipuri de dispozitive de limitare:

1. Siguranțe și rezistoare. Ele sunt folosite pentru a limita pur și simplu curentul. O siguranță se declanșează în mod normal dacă AC / DC depășește dimensiunea nominală. Rezistoarele sunt integrate în designul circuitelor. Valoarea corectă a rezistenței poate fi de asemenea calculată folosind legea lui Ohm I = V / R (unde I este curentul, V este tensiunea și R este rezistența). Există un număr mare de siguranțe diferite pe piața electrică care pot satisface orice nevoie de disipare a puterii.
2. Întrerupătoare automate. Sunt folosite pentru a opri alimentarea, ca o siguranță, dar răspunsul lor este mai lent și poate să nu funcționeze pentru circuite deosebit de sensibile ale echipamentelor costisitoare.
3. Termistoare. Termistorii coeficienților de temperatură negativi (NTC) sunt utilizați pentru a limita curenții inițiale de impuls care apar atunci când dispozitivul este conectat la o rețea electrică. Termistorii au rezistență semnificativă în stare rece și rezistență scăzută la temperaturi ridicate. NTC limitează instantaneu curentul de pornire.
4. Tranzistori și diode. Sursele de alimentare reglabile utilizează limitări ale circuitelor, cum ar fi circuite integrate, tranzistoare și diode. Circuitele active sunt potrivite pentru rețele sensibile și sunt declanșate, reducând sarcina sau oprind alimentarea, la un scurtcircuit avariat sau la întreaga rețea.
5. Diode de limitare a curentului sunt utilizate pentru a limita sau pentru a regla pe o gamă largă de tensiuni. Dispozitivul OT cu două contacte constă dintr-un obturator scurtcircuit la sursă. Acesta susține DC indiferent de schimbările de tensiune.

Limitator de sarcină curent în rețea

Sistemele de distribuție a energiei au întrerupătoare de circuit pentru a opri alimentarea în caz de defecțiune. Ei au anumite dezavantaje în asigurarea fiabilității necesare, deoarece nu pot opri întotdeauna punctul de urgență minim necesar pentru reparații. Problema apare în reconstrucția energiei electrice prin adăugarea de noi compuși sau transversale care ar trebui să aibă anvelope și comutatoarele sale, modernizate la limite mai mari de curent de scurtcircuit (SCC).

Îmbunătățirea calității energiei electrice în rețele depinde în mod direct de fiabilitatea modului de funcționare al echipamentelor de rețea. Printre diferitele tipuri de interferență, care afectează calitatea tensiunii de rețea (supratensiunile, distorsiune armonică, și așa mai departe. D.), obstacolul cel mai grav este căderea de tensiune, deoarece asociat salturi unghiul de fază poate provoca deteriorarea echipamentului, pentru a finaliza oprirea de obiecte de producere Locuinței, că cu viteza de reacție în lanț va crea o amenințare pentru sprijinul de viață al populației.

Cauza comună a căderii de tensiune este curentul de scurtcircuit. În cazul unei defecțiuni în rețeaua de distribuție, tensiunea scade brusc pe toate anvelopele deteriorate. Nivelul depinde de punctul de racordare și de distanța electrică a magistralei la locul accidentului.

Pentru a reduce procesele negative și deconectarea secțiunilor defecte ale rețelei, sunt utilizați următorii limitatori:

• Distribuitor de compensare statică;
• recuperator de tensiune dinamică;
• condensator cu tiristor controlat;
• comutator de transfer static semiconductor;
• solid defect limita de curent.

Astfel de dispozitive de protecție nu sunt întotdeauna perfecte. Unele dintre ele au un dezavantaj datorită costului lor ridicat, în timp ce altele pot limita curentul de defect la mai puțin de 5 ori curentul normal, ceea ce nu este suficient pentru suprasarcini.

Puncte de aplicare a limitatoarelor curente în echipamentele electrice de putere:

• Până la locul de funcționare al comutatorului principal al alimentatorului de urgență al încărcăturilor de consumatori cu inadmisibilitatea întreruperilor sursei de alimentare;
• pe echipamente ale căror caracteristici de funcționare nu mai corespund cu limita de curent de scurtcircuit care a crescut în legătură cu situația de urgență în sistemele de alimentare cu energie.

O soluție simplă de RT în echipamentul electric de rețea este adăugarea de rezistență la circuit. Acest lucru limitează rata la care TBC poate crește înainte ca întrerupătorul să fie deschis, dar limitează și capacitatea circuitului de a satisface cererea rapidă de schimbare a consumatorilor, astfel încât adăugarea sau înlăturarea încărcăturilor mari determină o putere instabilă.

Aplicarea protecției curente în circuite electronice

Curentul de pornire apare atunci când tensiunea este aplicată de comutator. Acest lucru se datorează faptului că diferența dintre rezistența seriei echivalente a condensatorului și rezistența liniei este de numai câteva milioane de mile și conduce la un curent de pornire mare. Patru factori care pot influența acest proces:

1. Valoarea curentului de intrare AC.
2. Rezistența minimă cerută de termistor NTC (la t = 0).
3. Permanent DC.
4. Temperatura ambientală.

Un limitator de curent este un dispozitiv sau un grup de dispozitive folosite pentru a proteja elementele circuitului de o sarcină de pornire. Termistoare și rezistoare cu un coeficient de temperatură negativ (NTC) sunt două opțiuni de protecție simple. Principalele dezavantaje ale acestora sunt perioadele lungi de răcire și disiparea de putere mare. O diodă de limitare a curentului reglează sau limitează curentul într-o gamă largă. Ele constau dintr-un JFET cu o poartă scurtcircuitată la sursă și funcționând ca limitator de curent cu două contacte.

Acestea permit ca curentul care trece prin ele să crească la o anumită valoare și să compare cu o valoare predeterminată. Spre deosebire de diodele Zener, ei păstrează curentul direct, dar nu tensiune. Diodele care limitează curent mențin un curent care curge prin ele, neschimbat pentru orice modificare a sarcinii.

Tipuri de diode de limitare a curentului

Există multe tipuri diferite diode de limitare a curentului clasificate după:

• curentul nominal al regulatorului;
• tensiunea maximă de limitare;
• tensiune de lucru;
• consumul de energie.

Cele mai frecvente valori ale tensiunii maxime utilizate includ 1, 7, 2, 8, 3, 1, 3, 5 și 3, 7 și 4, 5 V. Regulatorul de curent nominal poate varia de la 0,31 la 10 mA mA, iar curentul normal utilizat al regulatorului este de 10 mA.

Circuit de limitare a curentului direct

Cele mai multe surse de alimentare au circuite separate pentru reglementarea DC și tensiune pentru controlul producției sale sau în tensiune constantă (CV), fie în modul curent constant (CC), care sunt incluse în controlul, indiferent de impedanța de sarcină se potrivește cu tensiunea de ieșire și setările curente.

Astfel, protecția se realizează în principal prin limitarea valorii curente. În acest caz, puteți aplica Un circuit simplu pentru limitatorul sursei folosind două diode și un rezistor. În orice sursă de alimentare, există întotdeauna un risc ca ieșirea să fie scurtată. Prin urmare, în aceste condiții este necesar să-l protejați de daune. Există o serie de circuite care pot fi utilizate pentru a proteja alimentarea cu energie electrică.

Una dintre cele mai simple circuite include doar două diode și un rezistor suplimentar. Circuitul utilizează un rezistor pentru măsurarea interferențelor, plasat în serie cu tranzistorul de ieșire. Două diode situate între ieșirea circuitului și baza tranzistorului asigură protecție. Când circuitul funcționează în intervalul de funcționare normal, există o tensiune mică peste rezistență. Această tensiune plus tranzistorul de bază de radiație este mult mai mică decât căderea joncțiunii de diodă necesară pentru a activa cele două diode. Totuși, pe măsură ce DC crește, tensiunea pe rezistor crește. Când este egală cu tensiunea necesară pentru funcționare, acestea pornesc, tensiunea tranzistorului scade, limitând astfel curentul.

Circuitul acestui limitator de curent diod pentru alimentarea cu energie este simplu. Valoarea rezistorului de serie poate fi calculată astfel încât tensiunea pe acesta să crească la 0,6 volți (tensiunea de comutare pentru dioda de siliciu) atunci când se atinge curentul maxim. Cu toate acestea, este întotdeauna mai bine să vă asigurați că există o anumită rezervă de protecție și este mai bine să o limitați la nivelul cerut.

Limiter cu feedback

Același formular simplu de limitare a curentului de diodă poate fi inclus în circuitele de putere care utilizează feedback pentru a determina tensiunea de ieșire reală și pentru a furniza o ieșire controlată mai precis. Dacă punctul de măsurare al tensiunii de ieșire este luat după serie rezistor curent, atunci căderea de tensiune poate fi corectată la ieșire.

Acest circuit oferă un control mult mai bun decât controlerul emițătorului direct, dar poate lua în considerare și scăderea de tensiune a rezistenței limită de curent în cazul în care există o scădere suficientă de tensiune pe tranzistor în circuitul de alimentare. Tensiunea de ieșire poate fi de asemenea reglată pentru a obține valoarea dorită cu un rezistor variabil. Forma de limitare a curentului diodic poate fi ușor integrată în circuitul de alimentare. În plus, este ieftin și convenabil.

Aplicații ale diodelor de limitare a curentului

Diodele de limitare a curentului asigură o performanță ridicată și o ușurință în funcționare în comparație cu tranzistoarele bipolare în sistemele de protecție. Ele sunt universale, au o performanță excelentă în ceea ce privește deviația dinamică a temperaturii. Aparate cu diode:

• circuitele generatorului de semnal;
• Scheme de sincronizare;
• încărcătoare;
• controlul LED-urilor;
• înlocuirea bobinelor de reținere în dispozitivele de comunicații telefonice.

Diodele limită actuale sunt produse de mulți producători mondiali de semiconductori, cum ar fi Calogic, Central Semiconductor, Diodes Inc., O. N. Semiconductor sau Zetex. Piața electronică are o gamă largă de diode, circuite de diode utilizate sau orice alte dispozitive care ar putea necesita o limitare a valorii limită actuale.