Так як перенапруження, викликане ударом блискавки, має типове час наростання не менше 10 мкс і тривалість Приблизно 1 мс, для ефективного захисту радіоапаратури, читати від лінії постійного струму, використовувані елементи Повинні не тільки витримувати пряме влучення блискавки (розсіяти її енергію), але і при цьому бути достатньо швидкодіючими. На жаль, жоден з описаних раніше захисних компонентів самостійно не може забезпечити цих умов, тому доводиться використовувати їх комбіноване включення.

Щоб краще зрозуміти можливості різних способів захисту, розглянемо типові характеристики однокаскадних захисних модулів промислового виготовлення, виконаних на різних елементах. Параметри таких вузлів наведено в табл. 1.10.

Таблиця 1.10. Характеристики однокаскадних модулів захисних пристроїв

Технічні

Застосовувані елементи

параметри

Г аеоразряднікі

Варистори

Сапрессори

Швидкість спрацьовування, не більше

1 … 2 мс

<25 не

<1 НС

‘Вносяться ємність в ланцюг захисту

1 … 5 пФ

500 … 1000 пФ

500 … 700 пФ

Середня розсіює потужність

більше 10 Вт

1 … 2 Вт

6,5 Вт

Максимальний струм імпульсу

10 … 100 кА

1 … 10 кА

100 А

Найбільш часто застосовують одно-і двухступенчатиеузли. Комбіноване використання різних типів елементів дозволяє компенсувати недоліки одних перевагами інших. Наприклад, коли захисні діоди не можуть розсіяти велику потужність перешкоди, в першому каскаді використовуються варистори або розрядники.

Для ланцюгів живлення найбільш ефективний захист можуть забезпечити триступінчаті схеми. Процес роботи такого ланцюга наочно демонструють діаграми зміни напруги в контрольних точках, наведені на рис. 1.12.

Рис. 1.12. Діаграми напруги, що пояснюють роботу елементів захисту

В) Г)

Рис. 1.13. Виконання швидкодіючої захисту елементів при комутації

Як вже було сказано раніше, при комутації реактивних елементів теж виникають викиди напруги (рис. 1.13). Якщо параметри індуктивної ланцюга відомі, вибрати варистор або сап-ресор на необхідну потужність допоможе простий розрахунок, який враховує накопичену дроселем енергію в джоулях (Дж):

де L – індуктивність котушки, Гн;

і – струм в ланцюзі котушки, А.

Якщо в якості комутатора використовується механічний перемикач, то він зазвичай захисту не потребує, але застосування ■ сапрессоров дозволяє знизити рівень високочастотних перешкод і ‘Електромагнітних наведень, які виникають в ланцюгах при перехідних процесах в момент перемикання. Електронний же ключ (польовий або біполярний транзистор) легко може пошкодити імпульс е.р.с. протилежній полярності, який виникає на Індуктивності (не дарма паралельно обмотці реле зазвичай ставлять демпфуючий діод, включений зворотною полярністю).

У найбільш важких умовах працює електронний ключ в імпульсний джерело живлення, тому там рекомендується встановлювати сапрессори на максимальну потужність імпульсу Рррм = 1500 Вт Варіанти включення захисних елементів для електронного комутатора в імпульсних джерелах живлення показані на рис. 1.14 (більш докладно про вибір сапрессоров для захисту силових комутаторів розказано у книзі [Л 15]).

Рис. 1.14. Застосування сапрессоров в імпульсних джерелах живлення

Крім діодів, що обмежують імпульсний викид напруги в індуктивності, іноді встановлюють TVS-діоди між затвором і витоком польового транзистора. Це дозволяє його захистити від перехідних процесів на вході, які відбуваються через розряду, накопиченого в затворі (робоча напруга сапрессо-ра повинно перевищувати подаване керуюче, а потужності зазвичай достатньо Рррм = 400 Вт, [Л 16]).

Література:
Радіоаматорам: корисні схеми, Книга 5. Шелестов І.П.