Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Тип электрической цепи – электрическая цепь.
Type of electrical circuit
the electrical circuit
Цепь защиты от перенапряжения (или схема "crowbar") – это электрическая цепь, используемая для предотвращения повреждения подключенных к источнику питания цепей в случае возникновения перенапряжения или скачка напряжения. Она работает, создавая короткое замыкание или путь с низким сопротивлением на выходном напряжении (Vo), подобно тому, как если бы перекинуть лом через выходные клеммы источника питания. Цепи защиты от перенапряжения часто реализуются с использованием тиристора, TRIAC, тризистора или тиратрона в качестве устройства для замыкания. После срабатывания они полагаются на схему ограничения тока источника питания или, в случае ее отказа, на перегорание предохранителя или срабатывание автоматического выключателя. Название происходит от аналогичного эффекта – перекидывания лома на открытые клеммы источника питания для замыкания выхода. Пример схемы защиты от перенапряжения показан справа. В данной схеме используется регулируемый стабилизатор на основе LM431 для управления затвором TRIAC. Делитель резисторов R1 и R2 обеспечивает опорное напряжение для LM431. Делитель настроен таким образом, что при нормальных рабочих условиях напряжение на резисторе R2 немного ниже опорного напряжения VREF LM431. Поскольку это напряжение ниже минимального опорного напряжения LM431, он остается выключенным, и через LM431 проходит очень небольшой ток. Если катодный резистор подобран соответствующим образом, на нем будет падать очень небольшое напряжение, и потенциал на затворе TRIAC будет практически равен потенциалу MT1, удерживая TRIAC в выключенном состоянии. Если напряжение питания увеличивается, напряжение на резисторе R2 превысит VREF, и катод LM431 начнет потреблять ток. Напряжение на затворе будет снижено, превышая напряжение срабатывания затвора TRIAC и приводя к его удержанию во включенном состоянии.
A crowbar circuit is an electrical circuit used for preventing an overvoltage or surge condition of a power supply unit from damaging the circuits attached to the power supply. It operates by putting a short circuit or low resistance path across the voltage output (Vo), like dropping a crowbar across the output terminals of the power supply. Crowbar circuits are frequently implemented using a thyristor, TRIAC, trisil or thyratron as the shorting device. Once triggered, they depend on the current limiting circuitry of the power supply or, if that fails, the blowing of the line fuse or tripping the circuit breaker. The name is derived from having the same effect as throwing a crowbar over exposed power supply terminals to short the output. An example crowbar circuit is shown to the right. This particular circuit uses an LM431 adjustable zener regulator to control the gate of the TRIAC. The resistor divider of R1 and R2 provide the reference voltage for the LM431. The divider is set so that during normal operating conditions, the voltage across R2 is slightly lower than VREF of the LM431. Since this voltage is below the minimum reference voltage of the LM431, it remains off and very little current is conducted through the LM431. If the cathode resistor is sized accordingly, very little voltage will be dropped across it and the TRIAC gate terminal will be essentially at the same potential as MT1, keeping the TRIAC off. If the supply voltage increases, the voltage across R2 will exceed VREF and the LM431 cathode will begin to draw current. The voltage at the gate terminal will be pulled down, exceeding the gate trigger voltage of the TRIAC and latching it on.
Обзор
Цепь "crowbar" отличается от зажима в режиме срабатывания, когда, после активации, напряжение падает ниже уровня срабатывания, обычно близкого к напряжению земли. Зажим предотвращает превышение напряжения установленного уровня. Таким образом, цепь "crowbar" не вернется к нормальной работе автоматически при устранении перенапряжения; необходимо полностью отключить питание, чтобы цепь "crowbar" могла вернуться в нейтральное состояние. Активная цепь "crowbar" – это цепь, которая может устранить короткое замыкание после завершения переходного процесса, позволяя устройству возобновить нормальную работу. В активных цепях "crowbar" вместо тиристора используются транзистор, тиристор с выключением затвором (GTO) или принудительно коммутируемый тиристор для создания короткого замыкания в цепи. Активные цепи "crowbar" обычно используются для защиты частотного преобразователя в цепи ротора двухсторонних генераторов от высоковольтных и высоковольтных переходных процессов, вызванных падением напряжения в энергосети. Это позволяет генератору пережить неисправность и быстро продолжить работу даже при падении напряжения. Преимущество цепи "crowbar" перед зажимом заключается в том, что низкое удерживающее напряжение цепи "crowbar" позволяет ей выдерживать более высокий ток короткого замыкания без значительной диссипации мощности (что в противном случае могло бы привести к перегреву). Кроме того, цепь "crowbar" с большей вероятностью отключит устройство (сработает предохранитель или выключатель), привлекая внимание к неисправному оборудованию. Этот термин также используется как глагол для описания короткого замыкания выхода источника питания или неисправности схемы CMOS, когда одна половина пары PMOS остается в почти включенном состоянии, когда должна быть включена только соответствующая NMOS (или NMOS, когда должна быть включена PMOS), что приводит к почти короткому замыканию между шинами питания.
A crowbar circuit is distinct from a clamp in pulling, once triggered, the voltage below the trigger level, usually close to ground voltage. A clamp prevents the voltage from exceeding a preset level. Thus, a crowbar will not automatically return to normal operation when the overvoltage condition is removed; power must be removed entirely to allow the crowbar to return to its neutral state. An active crowbar is a crowbar that can remove the short circuit when the transient is over thus allowing the device to resume normal operation. Active crowbars use a transistor, gate turn off (GTO) thyristor or forced commutated thyristor instead of a thyristor to short the circuit. Active crowbars are commonly used to protect the frequency converter in the rotor circuit of doubly fed generators against high voltage and current transients caused by the voltage dips in the power network. Thus the generator can ride through the fault and quickly continue the operation even during the voltage dip. The advantage of a crowbar over a clamp is that the low holding voltage of the crowbar lets it carry higher fault current without dissipating much power (which could otherwise cause overheating). Also, a crowbar is more likely than a clamp to deactivate a device (by blowing a fuse or tripping a breaker), bringing attention to the faulty equipment. The term is also used as a verb to describe the act of short circuiting the output of a power supply, or the malfunction of a CMOS circuit the PMOS half of a pair lingering in a near on state when only its corresponding NMOS is supposed to be on (or the NMOS when the PMOS is supposed to be on) resulting in a near short circuit current between supply rails.
Приложения
Высоковольтные шунтирующие устройства используются для защиты высоковольтных ламп (клистронов и IOT). Многие лабораторные блоки питания имеют шунтирующую цепь для защиты подключенного оборудования. В микроволновых печах часто используется микропереключатель, который выполняет функцию шунтирующей цепи в механизме дверного замка. Этот контрольный переключатель надежно предотвратит включение магнетрона при открытой дверце, закорачивая сетевое питание магнетрона. Подача питания при замкнутом контрольном переключателе приведет к перегоранию главного предохранителя и выходу микропереключателя из строя.
High voltage crowbars are used for HV tube (klystron and IOT) protection. Many bench top power supplies have a crowbar circuit to protect the connected equipment. Microwave ovens often use a microswitch that acts as a crowbar circuit in the door latch assembly. This monitor switch will absolutely prevent the magnetron from being energized with the door open by short circuiting the mains supply to the magnetron. Applying power with the monitor switch closed will blow the main fuse and ruin the microswitch.