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:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Случайная новость из Архива Космический водный двигатель 05.04.2023 Pale Blue, родившаяся в стенах Токийского университета, опробовала ракетный двигатель при корректировке орбиты спутника EYE. Несмотря на простую механику работы, основанную на ньютоновской физике, и относительно невысокую стоимость, водные двигатели для спутников пока не получили широкого распространения. Разработанная Pale Blue система была запущена со спутником Sony EYE в рамках программы по съемке Земли. При запуске двигатель был включен примерно на две минуты, в течение которых удалось скорректировать орбиту спутника EYE. Pale Blue создали японские учёные три года назад. Она занимается разработкой нескольких типов двигательных установок на водяной основе. Тот, что был запущен на EYE, называется "Resistojet". Принцип его работы достаточно прост. По сути, он просто выталкивает воду из трубки, чтобы толкать спутник в заданном направлении. Корректировка движения объекта при этом осуществляется с помощью электроники. Компания не собирается останавливаться на достигнутом. Она уже работает над другим типом двигателя на водной основе, больше напоминающим ионный, чем простой реактивный механизм. В этой конфигурации вода распыляется источником микроволновой плазмы и выбрасывается из задней части установки. Несмотря на то, что возможности испытать ионный двигатель в космосе Pale Blue пока не было, компания запланировала еще более амбициозное - объединение двух конфигураций двигателей в один гибрид.

Другие интересные новости:

▪ Регуляторы напряжения с низким падением напряжения (0,4 В)

▪ Алмазный термометр

▪ Мобильная зарядная станция Wuling 141 кВтч

▪ Мобильный телефон без батареи

▪ Очки Google Glass для полиции Нью-Йорка

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Акустические системы. Подборка статей

▪ статья Есть упоение в бою и бездны мрачной на краю. Крылатое выражение

▪ статья Что такое невроз страха? Подробный ответ

▪ статья Уборщица школьной столовой. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья GSM сигнализация. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Покорная бутылка. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025