Самовосстанавливающийся предохранитель Феникс. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Защита аппаратуры от аварийных режимов работы сети, блоки бесперебойного питания

 Комментарии к статье

Токовые перегрузки, короткое замыкание в цепях электропитания... Для защиты от этой напасти в аппаратуре используется старое как мир средство - плавкие предохранители. Одни крепятся в специальных патронах-держателях, другие впаиваются в печатную плату, что хотя и упрощает саму конструкцию, но затрудняет замену перегоревших "вставок" на исправные.

Токовые перегрузки, короткое замыкание в цепях электропитания... Для защиты от этой напасти в аппаратуре используется старое как мир средство - плавкие предохранители. Одни крепятся в специальных патронах-держателях, другие впаиваются в печатную плату, что хотя и упрощает саму конструкцию, но затрудняет замену перегоревших "вставок" на исправные.

В последнее время в широкой продаже появился и третий тип предохранителей - самовосстанавливающийся. Подобно сказочной птице Феникс, эти средства за щиты электро- и радиоаппаратуры способны к "самовозрождению". Но не по волшебству, а благодаря особым свойствам антиперегрузочной пластины из пластика, выполненного на основе кристаллического полимера, в толще которого рассеяна масса частиц электропроводного технического углерода. Обе плоскости такой пластины покрыты металлом (напылением) и снабжены проволочными либо ленточными выводами.

В обычных условиях работы, принятых за норму, частицы углерода, рассеянные в пластике, соприкасаются друг с другом и с напыленными электродами, создавая множество параллельно-последовательных электропроводящих путей для lpa6 (рис. 1а). Однако при появлении токовой перегрузки пластина предохранителя-"феникс" нагревается. Происходит переход полимера в аморфное состояние и резкое увеличение объема пластика, раздвигающее зерна углерода так, что сохраняется лишь весьма незначительное количество токопроводящих цепочек (рис. 1б).

Рис.1. Схема антиперегрузочной пластины до срабатывания самовосстанавлнвающегося предохранителя (а) и после него (б): 1 - электрод (металлическое напыление); 2 - пластик на основе кристаллического полимера; 3 - частица электропроводного технического углерода: 4 - токопроводящая цепочка; 5 - вывод

Соответственно, скачком возрастает омическое сопротивление антиперегрузочной пластины, зависящее еще и от температуры (рис.2). В результате электрическая цепь оказывается практически отключенной. Такое состояние, защищающее аппаратуру, может длиться неопределенно долго, поддерживается оно мизерным током утечки lyr.

Рис.2. Типовой график влияния температуры на сопротивление предохранителя-"феникс"

Из всего многообразия самовосстанавливающихся предохранителей наибольшей популярностью у радиолюбителей пользуются "фениксы", в обозначении которых - аббревиатура MF-R (или MF-S) и число, выражающее максимальный рабочий ток в десятых долях А (см. таблицу). Выпускаются они в трех характерных вариантах исполнения (рис.3). Модификации, предназначенные для защиты аккумуляторных батарей от короткого замыкания и перегрева в процессе зарядки, снабжены ленточными выводами.

Рис. 3. Самовосстанавлнвающнеся предохранители с проволочными (а,б) и ленточными (в) выводами

Как и у предохранителей с проволочной плавкой вставкой, быстродействие "фениксов" сильно зависит от кратности тока перегрузки относительно Іном. Типовые MF-R040, например, при 6 А срабатывают за 0,1сек и в десять раз быстрее - при 10,5 А.

Когда устраняются причины, вызвавшие токоперегрузку, предохранитель-"феникс" в течение некоторого времени остывает, возвращаясь в исходное рабочее состояние. Конечно же, на процесс этого самовосстановления оказывает влияние и температура окружающей среды.

Защищая цепь нагрузки столь специфичным предохранителем, целесообразно вводить хотя бы простейшую сигнализацию его состояния, например, посредством светодиода (рис.4). Об исправности цепи нагрузки можно судить по свечению HL1. При защитном ее отключении напряжение, поступающее на светодиодный индикатор, резко падает, и HL1 гаснет. С устранением повреждения в цепи и остыванием "феникса" электропроводность последнего вновь становится высокой. Индикатором восстановления функций, готовности предохранителя к работе и является возобновление свечения светодиода.

Рис.4. Светодиод в качестве индикатора состояния предохранителя-"Феникс"

Свойства предохранителя-"феникс" можно использовать в конструкции довольно простого автомата для периодического включения нагрузки (рис.5а). При подаче питания выключателем SA1 отпирается составной транзистор VT1-VT2, в коллекторной цепи которого - обмотка электромагнитного реле К1, замыкающего контакты 4 и 5. Через предохранитель FU1 и лампу EL1 начинает протекать ток, величина которого критична для "феникса". После выдержки времени, идущего на разогрев антиперегрузочной пластины, предохранитель срабатывает, вызывая запирание составного транзистора и, соответственно, обесточивание обмотки реле К1. Контакты 4 и 5 размыкаются, отсоединяя нагрузку - лампу EL1. После остывания пластины (а значит, и самовосстановления "феникса") вновь открывается составной транзистор VT1-VT2, и весь процесс повторяется.

Рис. 5. Принципиальная электрическая схема и псевдопечатная монтажная плата автомата для периодического включение электролампового табло или иной нагрузки

Основные характеристики самовосстанавливающихся предохранителей наиболее распространенных серий MF-R и MF-S

Работу принципиальной электрической схемы такого автомата желательно отладить на макетной плате. В качестве источника питания предпочтительнее взять малогабаритный 4-вольтный аккумулятор. Лампа (или группа ламп) должна быть рассчитана на напряжение 3,5-4 В и ток около 1 А.

Для коммутации такой нагрузки как нельзя лучше подойдет реле РЭС-9 с сопротивлением обмотки 30 Ом. Причем если вместо лампы EL1 впаять резистор, составленный из двух параллельно включенных резисторов МЛТ-2 по 10 Ом, можно будет использовать и второй нормально разомкнутый контакт реле (на принципиальной схеме не показан) для включения более мощной лампы или бытового электроприбора с питанием от осветительной электросети.

Плату для монтажа уже отлаженного автомата легко сделать из односторонне фольгированного текстолита или гетинакса. Требуемые очертания псевдопечатных проводников платы можно получить, прорезая фольгу до изолирующего основания.

Автор: П.Юрьев

Смотрите другие статьи раздела Защита аппаратуры от аварийных режимов работы сети, блоки бесперебойного питания.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Первая ракета на паровом двигателе 11.01.2019 Удивительный космический корабль, у которого никогда не заканчивается топливо, готов совершить революцию в освоении космоса. Проект под названием World Is Not Enough (сокр. WINE) решил проблему нехватки топлива для дальних перелетов. Вместо того, чтобы использовать топливо из вспомогательного бака, она просто добывает воду из окружающей среды и превращает ее в пар. Да-да, паровая космическая ракета, совсем как в романах Жюля Верна - это не фантастика, а реальность. "Эту технологию можно использовать для того, чтобы попасть на Луну, Цереру, Европу, Титан, Плутон, астероиды - в любую точку космоса, где есть достаточное количество воды и оптимально низкая гравитация", заявляет Фил Мецгер, исследователь из Университета Центральной Флориды. На деньги NASA компания Honeybee Robotics уже построила первый опытный образец космического парового двигателя размером с микроволновку. Основные расчеты Мецгер выполнил с помощью компьютерного моделирования, а когда пришло время испытать прототип WINE, UCF предоставила ему материалы, имитирующие астроид - чтобы в максимально приближенных к реальным условиям проверить, сможет ли корабль пробурить лед. Как сообщает сам Мецгер в пресс-релизе, запуск прошел удачно. "WINE успешно пробурил лед в вакууме, превратил его в ракетное топливо и взлетел на струе пара". Его изобретение и в самом деле может стать решением проблемы дальних космических перелетов. Астрономы уже установили, что на многих планетах, их лунах (включая нашу Луну) и астероидах много воды - правда, вся она находится в замороженном состоянии. Но где же аппарат возьмет энергию для того, чтобы начать бурение? Изобретатели предусмотрели и это: на WINE также установлена солнечная панель, способная генерировать достаточно энергии для бурения и превращения льда в пар. И, конечно, один из самых главных плюсов подобной стратегии - дешевизна. Паровой движок стоит на порядок меньше ракетного, при этом топливо он может получать фактически бесплатно и в почти неограниченном объеме.

Другие интересные новости:

▪ Новый метод печати пленок из органических транзисторов

▪ Беспроводные наушники 9.1 Sony MDR-HW700DS

▪ Исследование структуры бензола

▪ Нужно спать не слишком жестко

▪ Apple переводит компьютеры на собственные процессоры

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Защита электроаппаратуры. Подборка статей

▪ статья Тьма кромешная. Крылатое выражение

▪ статья Что такое инсульт? Подробный ответ

▪ статья Стропальщик. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Датчик температуры микропроцессора. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Активный ВЧ переключатель. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026