Jaka operacja może spowodować wybuch cewki indukcyjnej lub kondensatora?

17

W naprawdę wczesnych latach szkoły elektronicznej nauczyciel zwykł mówić coś o tym, żeby zbyt szybko nie odłączać zasilania od cewki indukcyjnej lub kondensatora, i przyzwyczailiśmy się powoli zmniejszać generator napięcia z generatora sygnału do zera. Coś o stanach nieustalonych, coś o przechowywanym ładunku ...

Teraz jestem zainteresowany pracą z konwerterem mocy, ale to, co zostało powiedziane wiele lat temu, wciąż pozostaje ze mną, ale nie pamiętam dokładnie, co zostało powiedziane w tym czasie.

Czy ktoś może mi przypomnieć, jaka jest zasada bezpiecznego obchodzenia się z cewkami i kondensatorami w (podstawowym) obwodzie?

Carlos - Mongoose - Danger
źródło

Odpowiedzi:

29

NIE WOLNO otwierać obwodu naładowanego induktora.

NIE należy zwierać naładowanego kondensatora.

Jeśli myślisz o tym na podstawie ich podstawowych równań:

- nagła zmiana prądu (tj. wymuszony obwód otwarty) spowoduje nieskończone napięcie.V.=L.rejaret

ja=dorevret - nagła zmiana napięcia (tj. zwarcie) spowoduje nieskończony prąd.

To oczywiście nie jest nieskończone w praktyce (ze względu na tasiemki i zdolność do zmiany napięcia / prądu wystarczająco szybko) ALE jest wystarczająco znaczące, aby uszkodzić elektronikę ...

JonRB
źródło
3
Dodałbym również: - NIE powinieneś odwracać polaryzacji kondensatora elektrolitycznego, ponieważ może on eksplodować
Mario Vernari
16
Aby dni twoje były długie na ziemi. | Nie wolno też przekraczać maksymalnego napięcia ładowania akumulatorów litowo-jonowych, a ich bliżsi krewni, aby nie odpowiedzieć płomieniem, nie zużyją baterii, a nawet laptopa, i może się zdarzyć, nawet środek transportu, naziemny lub antena, jak to może być. | Nie będziesz przykładał napięć do kondensatorów tantalu, które są nawet skerrickiem powyżej ich wartości znamionowych, jeśli energia znacząca jest łatwo pod ręką, ani odwracać polaryzacji nawet jota, i będziesz lepiej błogosławiony, jeśli wydasz je ze swoich sal i ....
Russell McMahon,
12
.... miejsca zamieszkania, a nawet miejsca handlu, aby nie zawiodły, jak to zwykle bywa. | Aby nie powoływać się na di / dt, jak wspomniano powyżej, należy wyposażyć diodę lub zenery lub rezystory lub inne formy urządzeń tłumiących wokół swoich cewek, jeśli wydaje ci się, że warto próbować przerwać przepływ prądu tam, aby napięcie nie było bardzo duże w swym gniewie podskocz i zużyj swój przełącznik i półprzewodnik i cokolwiek innego mógłbyś do niego podłączyć przewodząco. | Nie będziesz przekraczał Vgs max, ani Vdsmax, z wyjątkiem tego, że używasz ocenianej lawiny ....
Russell McMahon
9
.... urządzenia w taki sam sposób zaprojektowane. | Powinieneś zastanowić się nad tajemnymi aspektami SOA i Pd oraz absmax i Rthja & Rjc i Rdson i Vgsth oraz wielu innych ich podobnych we wczesnej młodości, że nie możesz przypadkowo przekroczyć praw, które Murphy ustanowił jako pułapkę i pułapkę na za uwolnienie tajemnego dymu i tym podobne. Ty ....
Russell McMahon
4
Pomiń trochę, bracie ...
Doug McClean
11

Cewki indukcyjne przechowują strumień, gdy przepływa przez nie prąd. Gdy cewka jest pozbawiona napięcia, strumień zamienia się z powrotem w prąd. Kiedy ten prąd próbuje przejść przez bardzo wysoką rezystancję, powoduje to bardzo wysokie napięcie, ponieważ Prawo Ohma. Może to spowodować uszkodzenie i / lub obrażenia. Dlatego używamy diod flyback w obwodach indukcyjnych.

Kondensatory mogą przechowywać ładunek przez długi czas, nawet po odłączeniu zasilania. Dlatego rozładowujemy kondensatory ręcznie przed serwisowaniem urządzeń wysokiego napięcia. Ponieważ dielektryk może również absorbować część ładunku i zatrzymywać go po rozładowaniu kondensatora, musimy go kilkakrotnie rozładować, aby mieć pewność, że kondensator jest pusty.

Ignacio Vazquez-Abrams
źródło
2
Być może pomocne może być wyjaśnienie „Gdy cewka jest pozbawiona napięcia, strumień zamienia się z powrotem w prąd. Gdy ten prąd próbuje przejść przez bardzo wysoką rezystancję, powoduje bardzo wysokie napięcie ...” Jednym z punktów jest to, że cewka indukcyjna utrzyma bieżącą część I = V / R jako stałą, więc aby utrzymać V / R na stałym poziomie, V musi stać się ogromne, gdy R staje się ogromne. Drugą kwestią jest to, aby wiedzieć, która część prawa Ohma będzie zachowana jako stała; z napięciem akumulatora nie zmieni się znacząco po otwarciu przełącznika, ponieważ jest to źródło napięcia.
żaglowiec
Kluczową kwestią związaną z kondensatorami jest to, że odłączanie ich podczas ładowania nie jest niebezpieczne samo w sobie, ale ponowne podłączenie ich, gdy są jeszcze naładowane, może czasami być bardzo złe. Dobrym sposobem na uniknięcie ponownego podłączania kondensatora, gdy jest on naładowany, jest umożliwienie mu rozładowania przed odłączeniem.
supercat
2

Więc wiesz, że to ma coś wspólnego z przejściowymi, prawda? Zróbmy z tego eksperyment myślowy. Powiedz, że masz cewkę indukcyjną, która była podłączona do źródła zasilania przez bardzo długi czas. Powiedz, że źródło zasilania dostarcza prąd 1A. Następnie, ze względu na swoje właściwości (cewka indukcyjna to niewiele więcej niż zwarcie, jeśli chodzi o stan ustalony), napięcie na niej wyniesie 0 V.

Teraz wyobraź sobie, że usuwasz źródło zasilania i zamieniasz je na rezystor 0 omów. Co by się stało? Zaraz po usunięciu źródła prąd przez cewkę nadal wynosi 1A i jest teraz przepychany przez rezystor 0 omów, co daje V = I × R = 1A × 0Ω = 0 V. Jak dotąd tak dobrze, nic się nie zmieniło.

Teraz wyobraź sobie, że zmieniłeś rezystor na część 10Ω, co stałoby się zaraz po usunięciu źródła zasilania? Cewka indukuje teraz swój prąd przez rezystor 10 Ω: V = I × R = 1 A × 10 Ω = 10 V.

Teraz łatwo sobie wyobrazić, co się stanie, gdy rezystor będzie się powiększał: 100 Ω daje 100 V, 1 kΩ w 1 kV, 1 MΩ w 1 MV i tak dalej. Rezystancja zbliżająca się do nieskończoności implikuje (teoretyczne) nieskończone napięcie i właśnie tam fizyka naprawdę staje się interesująca.

Oczywiście w cewce jest tylko skończona ilość energii, dlatego wysokie napięcie nie będzie istnieć przez bardzo długi czas, tylko przez chwilę po usunięciu źródła zasilania.

Podobny eksperyment myślowy można przeprowadzić z kondensatorem. Kondensator to niewiele więcej niż dwie płytki, które się nie dotykają, więc bardzo wysoka rezystancja i w stanie ustalonym jest ładowana napięciem i nie może płynąć prąd. Podobnie jak w przypadku cewki indukcyjnej możemy ponownie podłączyć rezystor równoległy, ale teraz zaczynasz od bardzo wysokiej wartości i wracasz do 0 w przypadku zwarcia i obliczasz odpowiedni prąd w momencie po usunięciu źródła napięcia.

jippie
źródło