Vad är överspänningsskydd?

Överspänningsskydd är en strömförsörjningsfunktion som stänger av strömförsörjningen eller klämmer av utgången när spänningen överskrider en förinställd nivå.

De flesta strömförsörjningar använder sig av en krets för överspänningsskydd för att förhindra att de elektroniska komponenterna skadas. Konsekvenserna av ett överspänningstillstånd varierar från en krets till en annan och sträcker sig från att skada komponenterna till att försämra komponenterna och orsaka kretsfel eller brand.

Ett överspänningstillstånd kan uppstå i strömförsörjningen på grund av fel inne i strömförsörjningen eller av yttre orsaker, t.ex. i distributionsledningarna.

Överspänningens storlek och varaktighet är några av de viktigaste övervägandena vid utformningen av ett effektivt skydd. Skyddet innebär att man ställer in en tröskelspänning över vilken styrkretsen stänger av försörjningen eller avleder den extra spänningen till andra delar av kretsen, t.ex. kondensatorn.

Ideala egenskaper hos en överspänningsskyddskrets

  1. Förhindra att den överskjutande spänningen läggs på komponenterna.
  2. Skyddskretsen får inte störa systemets eller kretsens normala funktion. Skyddskretsen får inte belasta strömförsörjningen och orsaka relaterade spänningsfall.
  3. Skyddskretsen ska kunna skilja mellan normala spänningsfluktuationer och skadlig överspänning.
  4. Ska vara tillräckligt snabb för att reagera på transienta händelser som kan skada strömförsörjningen och komponenter i efterföljande led.
  5. OVP-metoden bör inte ha falska utlösningar eller oupptäckta verkliga överspänningstillstånd. Detta kan vara en olägenhet vid falska utlösningar och även farligt om den inte kan se verkliga överspänningstillstånd.

Överspänningsskyddskretsen kan konstrueras med hjälp av diskreta komponenter, integrerade kretsar, mekaniska anordningar som reläer osv. Dessa kan antingen anslutas internt eller externt beroende på vilka kretsar som är inblandade.

Det finns olika skyddskretsutformningar, var och en med sina förtjänster, sitt funktionssätt, sin känslighet, sin förmåga och sin tillförlitlighet. Skyddet kan antingen klämma av överspänningen eller helt stänga av strömförsörjningen.

En överspänningsskyddskrets med kofot

En kofotkrets ger en av de enklaste, billiga och effektiva överspänningsskyddsmetoderna. Denna kopplas vanligtvis mellan den reglerade utgången och den skyddade kretsen eller belastningen. Den seriereglerande transistorn styr utgångsströmmen och spänningen medan kofoten består skyddar belastningen när spänningen överskrider ett förinställt värde. En grundkrets består av:

  • Silikonstyrd likriktare (SCR)
  • Zenerdiod
  • Resistor
  • Kondensator

Vad är överspänningsskydd

Överspänningsskyddets kråkris

Under normal drift, zenerdioden är omvänt förspänd och leder inte, all ström genom serietransistorn visas vid utgången. När spänningen stiger och går över zenerbrytningsspänningen bryter dioden ner och börjar leda. Strömmen utvecklar en spänning över motståndet som sedan utlöser SCR. Detta skapar en kortslutning över utgången och all ström sjunker ner i marken. Detta orsakade att säkringen öppnades och tog bort spänningen från serietransistorn och den skyddade kretsen.

Den valda zenerdioden måste ligga något över utgångsspänningen. Kondensatorn förhindrar att SCR:n utlöses av korta spikar.

Den enkla kretsen används i stor utsträckning på grund av sin effektivitet; den har dock vissa begränsningar, t.ex. att zenerdioden inte kan justeras medan den bästa toleransen för dioden är 5 %.

ScR:s avfyrningsspänning måste också utformas så att den ligger långt över nätaggregatets utgångsspänning för att förhindra felaktig avfyrning av korta spikar, t.ex. sådana som genereras när man matar RF-kretsar.

Lämna en kommentar

Din e-postadress kommer inte publiceras.