إطلاق العنان لغضب الطبيعة: تسخير قوة المولدات المفاجئة وضربات البرق

I. معيار ل مولد عرام من الأجهزة الإلكترونية

المعيار الوطني للمعدات الكهربائية مولد تصاعد هو GB/T17626.5 (أي ما يعادل المعيار الدولي IEC61000-4-5).

ثانيا. تحاكي معايير مولد الصواعق بشكل أساسي المواقف المختلفة التي تسببها ضربات البرق غير المباشرة

(1) عندما يضرب البرق الخط الخارجي، سوف تتدفق كمية كبيرة من التيار إلى الخط الخارجي أو المقاومة الأرضية، مما يؤدي إلى جهد التداخل
(2) تؤدي ضربات البرق غير المباشرة (مثل البرق بين السحب أو داخل السحب) إلى إحداث جهد والتيار على الخط الخارجي.
(3) متى الصواعق بالقرب من الأجسام، يتم إنشاء مجال كهرومغناطيسي قوي حولها، مما يؤدي إلى توليد الجهد على الخط الخارجي.
(4) عندما يضرب البرق بالقرب من الأرض، يحدث تداخل عندما يمر التيار الأرضي عبر نظام التأريض العام.

ثالثا. بالإضافة إلى محاكاة ضربات البرق، يحاكي المعيار أيضًا التداخل الناجم عن إجراءات التبديل في مناسبات مثل المحطات الفرعية، بما في ذلك:

(1) تداخل الجهد الناتج عن مفتاح نظام إمداد الطاقة الرئيسي (مثل مفتاح مجموعة المكثفات)؛
2جهد التداخل بسبب قفز المفتاح الصغير بالقرب من الجهاز؛
(3) تبديل الأجهزة مع خط الرنين المقترن؛
(4) أخطاء منهجية مختلفة، مثل ماس كهربائى والانحناء؛
تم وصف مولدين مختلفين لشكل الموجة في المعيار: أحدهما هو الشكل الموجي الناجم عن البرق على خط الطاقة، والآخر هو الشكل الموجي المستحث على خط الاتصال. كلا هذين الخطين محميان، لكن مقاومة الخطوط تختلف: شكل الموجة الناجم عن البرق على خط الطاقة ضيق نسبيًا (50uS) والحافة الأمامية أكثر وضوحًا (1.2uS)؛ في حين أن الشكل الموجي المستحث على خط الاتصال واسع نسبيًا، إلا أن الحافة الأمامية أكثر سلاسة. في تحليلنا للدائرة، نركز بشكل أساسي على الشكل الموجي الناجم عن البرق على خط الطاقة، ونقدم بإيجاز تقنية الحماية من الصواعق لخط الاتصال.

في تصميم دائرة قمع الطفرة ذات الوضع المشترك، من المفترض أن الوضع المشترك والوضع التفاضلي مستقلان عن بعضهما البعض. ومع ذلك، فإن هذين الجزأين ليسا مستقلين حقًا، لأن ملفات الوضع المشترك يمكن أن توفر محاثة نمطية تفاضلية كبيرة. يمكن محاكاة محاثة الوضع التفاضلي هذا عن طريق محاثات الوضع التفاضلي المنفصلة.

من أجل الاستفادة من محاثة الوضع التفاضلي، في عملية التصميم، لا ينبغي تصميم الوضع المشترك والوضع التفاضلي في نفس الوقت، ولكن يجب أن يتم ذلك بترتيب معين. أولاً، يجب قياس ضوضاء الوضع الشائع وتصفيتها. باستخدام شبكة رفض الوضع التفاضلي (DMRN)، يمكن التخلص من مكون الوضع التفاضلي، وبالتالي يمكن قياس ضوضاء الوضع الشائع مباشرةً. إذا كان مرشاح الوضع المشترك مصممًا لضمان عدم تجاوز ضوضاء الوضع التفاضلي النطاق المسموح به في نفس الوقت، فيجب قياس كل من ضوضاء الوضع المشترك وضوضاء الوضع التفاضلي. نظرًا لأنه من المعروف أن مكون الوضع المشترك أقل من حد تحمل الضوضاء، فإن مكون الوضع التفاضلي فقط هو الذي يتجاوز الحد، والذي يمكن تخفيفه بواسطة محاثة تسرب الوضع التفاضلي لمرشح الوضع المشترك. بالنسبة لأنظمة إمداد الطاقة المنخفضة، فإن محاثة الوضع التفاضلي لخنق الوضع الشائع كافية لحل مشكلة إشعاع الوضع التفاضلي، لأن مقاومة مصدر إشعاع الوضع التفاضلي صغيرة، لذا فإن كمية صغيرة جدًا من الحث تكون فعالة.

بالنسبة لجهود التيار الكهربائي التي تقل عن 4000 فولت، يتم استخدام دائرة LC فقط بشكل عام للحد من الترشيح وتنعيمه، ويتم تقليل إشارة النبض قدر الإمكان إلى 2-3 مرات من متوسط ​​مستوى إشارة النبض. نظرًا لأن تيار الطاقة 50 هرتز يتدفق عبر L1 وL2، فإن الحث يتم تشبعه بسهولة، لذلك عادة ما يتم استخدام محاثة الوضع الشائع مع محاثة تسرب كبيرة لـ L1 وL2.

يتم استخدامه في التيار المتردد والتيار المستمر، وغالبًا ما يتم رؤيته في مرشح EMI لإمدادات الطاقة، ومصدر طاقة التبديل، ولكن نادرًا ما يتم رؤيته في جانب التيار المستمر، وهو ما يمكن رؤيته في إلكترونيات السيارات. تتم إضافة محاثة الوضع الشائع للتخلص من تداخل الوضع الشائع على الخطوط المتوازية (خطين أو أكثر). نظرًا لعدم توازن المعاوقة في الدائرة، فإن تداخل الوضع الشائع ينعكس في النهاية على الوضع التفاضلي. من الصعب التصفية باستخدام طريقة التصفية ذات الوضع التفاضلي.

رابعا. أين يجب استخدام مغو الوضع المشترك؟

صاعقة مولد تصاعد عادة ما يكون تداخل الوضع الشائع هو الإشعاع الكهرومغناطيسي، والمساحة المقترنة هنا، ثم سواء كان التيار المتردد أو التيار المستمر، لديك نقل لمسافات طويلة، فهو يتضمن تصفية الوضع المشترك لإضافة محاثة الوضع المشترك. على سبيل المثال، تضيف العديد من خطوط USB حلقات على الخط. يتم نقل مصدر إمداد الطاقة بالمفتاح، وطاقة التيار المتردد عبر مسافات طويلة، ويجب إضافتها. عادة، لا تحتاج جوانب التيار المستمر إلى نقل لمسافات طويلة ولا تحتاج إلى إضافتها. بدون تداخل الوضع الشائع، فإن إضافته تعتبر مضيعة وليس لها أي مكاسب على الدائرة. يمكن عادة رؤية تصميم مرشح الطاقة من الوضع المشترك والوضع التفاضلي. الجزء الأكثر أهمية في مرشح الوضع الشائع هو ملف خنق الوضع الشائع. بالمقارنة مع ملف خنق الوضع التفاضلي، فإن الميزة الكبيرة لملف خنق الوضع الشائع هي أن قيمة الحث الخاصة به عالية جدًا، وحجمه صغير. المشكلة المهمة التي يجب أخذها في الاعتبار عند تصميم ملف الاختناق ذي الوضع الشائع هي محاثة التسرب، أي محاثة الوضع التفاضلي. بشكل عام، طريقة حساب محاثة التسرب هي افتراض أنها 1% من محاثة الوضع الشائع. في الواقع، تتراوح محاثة التسرب بين 0.5% و4% من محاثة الوضع الشائع. عند تصميم ملف الاختناق ذو الأداء الأمثل، لا يجوز تجاهل تأثير هذا الخطأ.

العلامات:SG61000-5