Ochrana vstupu napájení pomocí varistorů a termistorů

Kvalitní napájecí zdroje zajišťují dlouhodobý spolehlivý a bezproblémový provoz výpočetní techniky a dalšího vybavení.

Vzhledem k tomu, že těžba využívá výkonné spínané zdroje, které napájejí drahá zařízení, jejich porucha s sebou nese velmi nepříjemné následky.

V tomto ohledu stojí za to porozumět některým funkcím jejich provozu, což pomůže vyhnout se poruchám způsobeným nedostatečným pochopením procesů probíhajících uvnitř spínaných zdrojů.

Přechodné procesy v elektronických zařízeních a výpočetní technice

Při provozu jakýchkoli elektrických zařízení v okamžiku spínání dochází k nelineárním přechodovým procesům, které jsou v některých případech nepostřehnutelné a někdy vedou k tomu, že zařízení opustí konstrukční režim provozu, což je doprovázeno zvýšeným zatížením jeho prvků a může vést k jejich selhání.

Přechodové procesy nastávají vždy v okamžiku spínání obvodů se zátěží, která je indukční a/nebo kapacitní povahy. Ve většině případů jsou škodlivé pro provoz zařízení, takže návrháři hardwaru obvykle přijímají opatření k jejich snížení na minimum.

Vzhledem k tomu, že jakákoliv část obvodu má v té či oné míře parametry LC, v jakékoli elektronice se vždy vyskytují nelineární procesy. Výkonné napájecí zdroje používané pro těžbu obsahují kondenzátory a velké kapacitní/indukční cívky, takže přechodové jevy v nich mohou být velmi významné.

Krátký výbuch střídavého napětí výrazně překračující normální hodnotu:

Při zapnutí vysokovýkonného zdroje proudí jeho obvody proudové impulsy obrovské velikosti. Napěťové rázy způsobené přechodnými jevy mohou být mnohonásobně vyšší než jmenovité napětí tekoucí v síti.

Napěťové špičky objevující se na sinusovém grafu střídavého napětí v důsledku přechodných jevů:

Pro boj proti přepětím při zapnutí napájecích zdrojů jsou v nich instalovány speciální ochranné prvky. Obvykle se vyrovnají se svou rolí, ale někdy v nouzových situacích nezvládají své úkoly. Abyste jejich vzniku předešli (nebo je alespoň omezili na minimum), musíte znát principy činnosti, účel a složení ochranných prvků na vstupu spínaného zdroje.

Proč jsou na vstupu spínaných zdrojů potřeba ochranné obvody?

Vysoce kvalitní spínané zdroje obvykle instalují vstupní obvody, které řeší řadu problémů, včetně:

K ochraně vstupních obvodů napájecího zdroje před napěťovými a proudovými rázy se používají varistory a termistory, dále pojistky, varistory a svodiče přepětí.

Varistor a termistory MOV s kladným a záporným odporovým koeficientem:

Jak je zajištěna ochrana proti rázům napětí a proudu na vstupu napájecího zdroje?

Za ochranu před napěťovými rázy na vstupu pulzního zdroje v provozním režimu jsou obvykle zodpovědné varistory a svodiče. K ochraně proti proudovým rázům jsou na vstupu použity pojistky a termistory.

Nejjednodušší obvod pro připojení ochranného varistoru v napájecím zdroji:

Schéma připojení ochranných prvků na vstupu pulzního zdroje proudu pomocí varistorů a svodičů:

Varistor – co to je?

Varistor je rezistor, jehož odpor se mění v závislosti na použitém napětí. Za normálních podmínek je velmi velký (megaOhm) a při paralelním zapojení nemá velký vliv na chod elektrického obvodu.

Voltampérová charakteristika varistoru:

Při výrazném zvýšení napětí na varistoru odpor klesá, což vede k absorpci rázové energie a jejímu uvolnění ve formě tepla.

Varistory jsou potřebné k ochraně elektronických zařízení před vysokonapěťovými rázy, protože jejich odpor prudce klesá s rostoucím napětím, které je na ně aplikováno:

To šetří ostatní součástky před selháním, i když to někdy vede k vyhoření samotného varistoru, který svým heroickým chováním zachraňuje dražší elektronické prvky. Varistory jsou instalovány na vstupu napájecího zdroje před diodovým usměrňovačem, protože navíc plní funkci filtrování – potlačení rušení, ke kterému dochází při vypnutí diodového můstku.

Varistor TVR 14471 na vstupu zdroje Be Quiet Dark Power Pro 1200 wattů s platinovým certifikátem:

Proč se v napájecím zdroji používají termistory?

Termistor je rezistor, který mění svůj odpor vlivem teploty.

Napájecí zdroje obvykle používají termistory se záporným teplotním koeficientem (NTC) zapojené do série se zátěží. Za studena mají odpor 6-12 Ohmů, takže při zapnutí napájení se zahřejí. Vlivem zahřívání klesá odpor NTC termistorů na 0.5-1 Ohm a na chod zařízení již nemají zásadní vliv.

U drahých zdrojů se po úspěšném spuštění napájení termistory vypnou, vodičem s nulovým odporem začne procházet proud, což zajistí studený stav termistoru (neustálá připravenost k opětovnému zapnutí napájení ), a také šetří elektřinu, která se plýtvá při provozu napájecího zdroje v normálním režimu.

Vzhledem k tomu, že termistor přebírá „část rázu“ v okamžiku sepnutí, zbývající komponenty nejsou ovlivněny.

Nejjednodušší obvod pro připojení ochranného termistoru na vstupu napájecího zdroje:

Varistory zajišťují ochranu vysokonapěťové části zdroje před napěťovými rázy a termistory chrání před vysokým proudem.

Varistor VZ1 a termistor TR101 na schématu zdroje Chieftec APS-550S o výkonu 550W:

K čemu může vést úspora varistorů a termistorů v napájecím zdroji?

V rozpočtových zdrojích šetří výrobci na základně prvků a neinstalují varistory. Pro ochranu takových zdrojů se vyplatí použít přepěťové ochrany nebo UPS s varistory. Náklady na takovou ochranu jsou odůvodněny výrazným snížením možných škod, ke kterým může dojít v případě vyhoření zdroje napájení drahého počítače.

V některých případech nefunguje ochrana proti přepětí/proudu, kterou zajišťují varistory a termistory. To se může stát, pokud je varistor/termistor vadný, nebo pokud je takový prvek zahřátý a je zapnutý na základě jeho stavu při normální teplotě. Při příliš rychlém zapnutí funkčního zdroje může nastat situace s pomalým chlazením ochranných varistorů (termistorů).

Pokud termistor po vypnutí napájení nestihne vychladnout, pak v okamžiku opětovného přivedení vysokého napětí není zajištěna ochrana poskytovaná zhášením energie při jeho vysokém odporu. To může vést ke katastrofálním následkům.

Vyhřívaný varistor neabsorbuje energii impulsu, který se objeví v okamžiku sepnutí v důsledku nabíjení kondenzátorů elektrolytických kondenzátorů a akumulace energie v indukčnostech, což obvykle vede k rozpadu tranzistorů ve vysokonapěťové části. napájecího zdroje.

Díky tomu je vysokonapěťový impuls přicházející do chráněného zařízení potlačen varistorem. Pokud je varistor přehřátý, může v něm dojít k nevratným změnám vedoucím k poruše nebo rozbití.

Příklad desky pro levný zdroj Green Vision GV-PS S400:

Jak zjistit stav varistorů a termistorů?

Na schématech napájení mají varistory a termistory podobné symboly ve formě odporu s tělem přeškrtnutým „tyčinkou“. Varistory jsou obvykle umístěny paralelně ke zdroji proudu a jsou označeny označením VR:

Termistory jsou označeny podobně:

Termistory jsou obvykle zapojeny do série se zátěží, jejich odpor je mnohem menší než u varistorů.

Kontrola provozuschopnosti varistoru/termistoru se skládá ze dvou kroků:

• vizuální kontrola poškození, spálenin, otoků a jiných nešvarů;
• kontrola odporu ohmmetrem – pracovní varistor by měl mít při pokojové teplotě vysoký odpor (několik megaohmů) v obou směrech, termistor na vstupu zdroje pár ohmů. Při testování varistoru byste měli věnovat pozornost místu jeho instalace. Pokud jsou s ním paralelně zapojeny další elektronické prvky, musíte po odpájení varistoru z desky zkontrolovat odpor.

Co by měli těžaři dělat, aby minimalizovali problémy způsobené přechodnými jevy v napájecích zdrojích?

Při nastavování počítačů, včetně těch, které slouží k těžbě, občas nastanou situace, kdy kvůli zamrznutí systému musíte často násilně vypínat a zapínat zdroj. V tomto případě se vyplatí dát si pár minut pauzu, než znovu zapnete napájení, aby stihlo vychladnout. To je stejně důležité pro drahé napájecí zdroje, které mají kompletní sadu ochranných prvků, včetně varistorů a termistorů. To je způsobeno skutečností, že nemají čas na zotavení, pokud je zařízení zapnuto velmi rychle s horkými vnitřními součástmi.

Při výběru napájecích zdrojů byste měli věnovat pozornost přítomnosti ochranných obvodů v nich. Přítomnost varistoru na vstupu napájecího zdroje obvykle naznačuje přání jeho výrobců zajistit vysokou kvalitu a spolehlivost produktu.

Pokud zdroj použitý na počítači nemá vstupní ochranné obvody obsahující varistory, blokovací kondenzátory a termistory, pak se vyplatí dodatečně nainstalovat kvalitní napájecí lištový filtr obsahující alespoň minimální sadu prvků včetně varistoru.

Foto kvalitní desky přepěťové ochrany s varistory:

Modrý varistor na vstupu středně kvalitní přepěťové ochrany:

Levná, prý přepěťová ochrana, což je vlastně jednoduchá prodlužovačka/rozbočovač s vypínačem (neobsahuje varistory ani jiné ochranné prvky):

Při nákupu vstupního filtru je třeba si uvědomit, že většina zařízení prodávaných v obchodních řetězcích pod tímto názvem jsou ve skutečnosti jednoduché prodlužovací kabely/rozbočovače zásuvek, v lepším případě obsahující jednotku ochrany proti zkratu. Pouze několik z nich obsahuje prvky přepěťové ochrany.

V případě přerušení provozu počítačů (nejen těch používaných k těžbě) se vyplatí nechat zařízení před opětovným zapnutím čas vychladnout. Jinak ochranné prvky, které ještě nestihly vychladnout, nebudou schopny plnit svou funkci, což s největší pravděpodobností povede k poruše.

Můžete se také líbit

Rychlejší, vyšší, silnější – co přinese paměti DDR5 těžbě?

Grafická karta GTX 1660Ti – výkon nového grafického akcelerátoru Nvidia v těžbě

Kromě použití běžných rezistorů používají napájecí zdroje dva typy specializovaných rezistorů – Varistor и Termistor.
Kromě běžných kondenzátorů se také používají specializované kondenzátory pro potlačení hluku: kondenzátory typu Y и Kondenzátory typu X (nazývají se také kondenzátory třídy ochrany X/Y)

Jako příklad uvedeme kus skutečného obvodu až po usměrňovací můstek, který bych rád zopakoval – obvod je skutečný, i když dojem je, že toto mistrovské dílo je sbírkou pasivních prvků pro ochranu před RF rušením; stránky nějaké učebnice o odrušení.

Rýže. Příklad reálného úseku napájecího obvodu – vf odrušovacího filtru.

Varistor

Varistor – polovodičový rezistor, jehož odpor se mění při změně použitého napětí. Hlavním úkolem varistoru v napájecích zdrojích je ochrana obvodů před přepětím.

Rýže. Princip činnosti varistoru v napájecích zdrojích, zvýšení rychlosti chodu pojistek nebo ochrany proti přepětí.

Varistor je zapínán paralelně ke vstupnímu napětí 220V a je pod tímto napětím vlastně neustále, ale proud v tomto stavu varistorem je velmi malý. V případě napěťového rázu odpor varistoru prudce klesá a proud v tomto stavu může dosáhnout několika tisíc ampér. Navzdory své účinnosti je varistor spíše vzácným hostem v zdrojích ATX, častěji jej lze vidět v přepěťových ochranách nebo v nepočítačových zdrojích.

Rýže. Pro zvýšení rychlosti odezvy ochrany jsou pojistka a varistor spojeny dohromady.

Označení varistoru na desce.

VZ (tiskárna)	MV (nepřerušitelný zdroj napájení)	ZNR (ATX napájecí zdroj)
MOV (nepřerušitelný zdroj napájení)	Z (napájení LED reflektoru)	DNR
žádná fotka	žádná fotka	žádná fotka
RU	RV	VAR
žádná fotka
VDR

Označení varistoru na schématu.

Rýže. Symbol varistoru ve schématu

Vlastnosti použití varistorů.

• Varistory jsou prvkem bez setrvačnosti. Okamžitě zcela obnovuje své vlastnosti, díky čemuž je mimořádně účinný v boji proti impulzním napěťovým rázům.
• Počet pulzů aplikovaných na varistor je ve skutečnosti omezený, to znamená, že časem varistor ztrácí své vlastnosti.

Termistor

Termistor – polovodičový rezistor, jehož odpor se mění s teplotou.
Existují dva typy termistorů
Termistor (NTC termistor) – odpor termistoru klesá s rostoucí teplotou.
posistor (PTC posistor) – odpor termistoru roste s rostoucí teplotou
Použití termistorů v napájecích zdrojích

Rýže. Princip činnosti NTC termistoru v napájecích zdrojích, měkký start.
Hlavním úkolem termistoru v napájecích zdrojích je omezení zapínacího proudu. Po zapnutí napájení má termistor okolní teplotu a odpor několik ohmů. Usměrňovací kondenzátor v okamžiku sepnutí je zátěží nakrátko, v obvodu dojde k proudovému skoku, ale termistor mu nedovolí stoupnout nad mez v závislosti na odporu termistoru. Při průchodu proudu termistorem se tento zahřeje a jeho odpor klesne téměř na desetiny ohmu a pak to neovlivňuje činnost zařízení. Dochází k tzv. měkkému startu.

Identifikace termistoru na desce.

TH	THR	TR
RTH	RT	PTC

Označení termistoru na schématu.

Rýže. Symbol pro termistor ve schématu

V praxi se může vyskytnout kombinace dvou nebo více uvedených označení.

Rýže. Příklad kombinace při označení termistoru

Vlastnosti použití termistorů.

• Termistory jsou inerciální prvek. Zcela obnovuje své vlastnosti až po 5-10 minutách. Ve skutečnosti při krátkodobém výpadku proudu při restartu termistor nefunguje jako ochranný prvek.
• Vývody termistoru jsou chladiče; vývody je nutné ponechat co nejdelší.
• Teplota termistoru ve stavu odporu blízkém nule může dosáhnout až 250 stupňů, je nežádoucí instalovat těleso termistoru v těsné blízkosti jiných prvků.

Kondenzátory pro potlačení hluku

Kondenzátory pro potlačení šumu se dělí na dva typy, X a Y, pro potlačení soufázové a protifázové složky šumu. Každý typ pro svůj vlastní typ rušení.

Jako praktik mohu říci, že název rušení nehraje v principu nakládání s rušením velkou roli. Já osobně jako teoretik vždy zaměňuji pojmy soufázové a protifázové rušení mezi sebou, takže oba rušení dále oddělíme podle principu jejich výskytu.

Kondenzátor X typ

Kondenzátor X typ – kondenzátor pro potlačení rušení vznikajícího mezi fází a nulou (nezaměňovat s uzemněním). Úkolem kondenzátoru X je nepropouštět rušení z vnější sítě do napájecího zdroje a také nepropouštět rušení vytvořené napájecím zdrojem do vnější sítě.

Rýže. Princip činnosti X kondenzátoru.

Označení X kondenzátoru na desce.

Cx	С

Označení X kondenzátoru ve schématu.

Označuje se jako běžný kondenzátor, s příponou x, například Cx

Rýže. Označení X kondenzátoru ve schématu.

Vlastnosti použití X kondenzátorů.

• Kondenzátor je nehořlavý za jakýchkoli podmínek
• Selhání kondenzátoru nezpůsobí úraz elektrickým proudem.
• Kapacita X kondenzátoru, čím větší, tím lepší.
• Kondenzátor X2 s provozním napětím 250V, odolává impulsům do 2.5kV.
• Bez ohledu na kapacitu X kondenzátoru zcela odstraňte rušení je nemožné, můžete ji pouze snížit.

Kondenzátor Y typ

kondenzátor typu Y – kondenzátor pro potlačení rušení vznikajícího mezi

• fáze a zem (nezaměňovat s nulou)
• nula a zem.

Rýže. Princip činnosti Y kondenzátoru.

Y označení kondenzátoru na desce.

Bez obrázku	Bez obrázku
CY	С

Označení Y kondenzátoru ve schématu.

Je označen jako běžný kondenzátor, s příponou Y, například Cy, napětí se může objevit vedle jmenovité hodnoty.

Rýže. Označení Y kondenzátoru ve schématu.

Vlastnosti použití kondenzátorů Y.

• V případě poruchy se kondenzátor rozbije
• Vadný kondenzátor může způsobit úraz elektrickým proudem.
• Kapacita Y kondenzátoru, čím menší, tím lepší.
• Y2 je kondenzátor s provozním napětím 250V, odolává impulsům do 5kV.
• Místo kondenzátoru X lze použít kondenzátor Y, ale ne naopak.
• Bez ohledu na kapacitu Y kondenzátoru zcela odstraňte rušení je nemožné, můžete ji pouze snížit.

Rychle působící diody.

Napájecí zdroje využívají dva typy usměrňovacích diod – univerzální a spínací. Pulzní diody lze klasifikovat jako vysokorychlostní.

Ipr.max., A	Jméno	Корпус	Urev., V	Aktualizace, V	trecovery, ns
1	1N4933. 1N4937	DO-41	50 – 600	1,2	200
1	FR101. FR107	DO-41	50 – 1000	1,2	150-500

Například FR107 1000V, 1A 0,500μs

podíl

1 komentář

vy jste 16. května 2022 11:47

© 2010-2025 — ZIPSTORE.RU Náhradní díly a komponenty pro komerční zařízení

Naše adresa: Moskva, st. Polyarnaya, 31, budova 1. Telefon: +7 495 649 16 77 (Skype, ICQ). Otevírací doba: pondělí – pátek od 9:00 do 18:00; Sobota a neděle je zavřeno. Dodávka po celém Rusku, Bělorusku, Ukrajině, Kazachstánu: Moskva, Podolsk, Sergiev Posad, Istra, Rjazaň, Kursk, Lipetsk, Tula, Ivanovo, Voroněž, Jaroslavl, Tver, Smolensk, Kaluga, Bělgorod, Orel, Tambov, Kostroma, Brjansk, Krasnojarsk , Norilsk, Kemerovo, Novokuzněck, Novosibirsk, Omsk, Barnaul, Irkutsk, Bratsk, Bijsk, Ulan-Ude, Tomsk, Abakan, Čita, Gorno-Altaisk, Kyzyl, Petrohrad, Petrohrad, Vyborg, Vologda, Čerepovec, Murmansk , Syktyvkar, Ukhta, Archangelsk, Severodvinsk, Veliky Novgorod, Petrozavodsk, Gomel, Grodno, Vitebsk, Mogilev, Brest, Minsk, Alma-Ata, Astana, Jerevan, Kyjev, Dněpropetrovsk, Lvov, Taškent, Mogilev-rad, Pskov, Kalining Mar, Ufa, Sterlitamak, Samara, Toljatti, Syzran, Nižnij Novgorod, Arzamas, Saratov, Engels, Perm, Iževsk, Kazaň, Naberezhnye Chelny, Bugulma, Penza, Orenburg, Orsk, Čeboksary, Novocheboksarsk, Ulyanovsk, Kirov, Yoshkar, Kirov, Yoshkar Saransk, Jekatěrinburg, Verchňaja Pyšma, Serov, Čeljabinsk, Magnitogorsk, Snežinsk, Ťumeň, Kurgan, Nižněvartovsk, Surgut, Nadym, Rostov na Donu, Volgodonsk, Taganrog, Volgograd, Volžskij, Krasnodar, Armavir, Usurijkop, Astrakhanivost , Chabarovsk , Komsomolsk na Amuru, Sovětskaja Gavan, Južno-Sachalinsk, Blagoveščensk, Petropavlovsk-Kamčatskij, Mirnyj, Stavropol, Mineralnye Vody, Machačkala, Nalčik, Alušta, Armvastjansk, Džankoj, Kerčopolsko, Evpatoria, Simferja , Feodosia, Jalta. Stránka odpovídá na otázky: Jak opravit, nakonfigurovat, nainstalovat zařízení? Kde si mohu stáhnout dokumentaci (návod, manuál)? Kde mohu vidět číslo dílu? Kde koupit náhradní díly (náhradní díly, zipy), komponenty, příslušenství a termoetikety, účtenku na váhy, termotiskárny čárových kódů, tiskárny účtenek? Servis vah, pokladen, termotiskáren, terminálů pro sběr dat, snímačů čárových kódů: jak je to možné sami? Zajímá vás dostupnost, cena, případně nákup náhradních dílů za hotové nebo bankovním převodem? — požádejte naše manažery. Oficiální stránky společnosti Zipstore.ru.