Что такое термопредохранители и зачем они нужны
Приветствую, друзья!
Многие из вас слышали о такой штуке как предохранитель, который еще называется плавкой вставкой.
Исторически такие предохранители были первыми защитными устройствами в электронной и прочей аппаратуре.
Прогресс не стоит на месте, и для защиты придумано еще кое-что.
Традиционный предохранитель — что та улитка.
Пока доползет…
Давайте-ка слегка углубимся в эту интересную тему!
Традиционные плавкие предохранители
Традиционная плавкая вставка состоит из свинцовой нити, помещенной в стеклянную или керамическую трубку. Трубка может быть заполнена кварцевым песком, который гасит электрическую дугу.
Свинцовая нить обладает некоторым сопротивлением и при прохождении через нее электрического тока нагревается.
В рабочем режиме, когда ток не превышает некоторого значения, свинцовая нить не препятствует его прохождению. Когда же ток (вследствие неисправности или аварии) возрастает, свинцовая нить нагревается и расплавляется, прерывая цепь.
Таким образом, ценой своей «смерти» предохранитель спасает устройство от гораздо больших неприятностей.
Но обычная плавкая вставка не всегда выполняет свои функции должным образом. Во-первых, для того, чтобы свинцовая нить нагрелась до температуры плавления, нужно некоторое время. Современные полупроводниковые изделия довольно “нежны”, и могут за это время благополучно сгореть.
Во-вторых, существуют устройства и детали, которые нагреваются в процессе работы до температуры, значительно превышающей комнатную. Одним из таких устройств является малогабаритный низкочастотный трансформатор, применяемый в блоках питания (адаптерах) модемов, коммутаторов ЛВС и т. п.
Эти адаптеры обеспечивают на своем выходе постоянное или переменное напряжение в несколько вольт при небольшом токе. Скажем прямо — производители часто экономят при их производстве, используя меньше меди и стали в трансформаторе.
Результатом является работа с перегрузкой и довольно сильный перегрев обмоток и сердечника даже при нормальных условиях эксплуатации.
Если же сетевое напряжение даже незначительно повысится (например, с 220 до 240 В), обмотки и сердечник нагреются еще сильнее, что может привести к возгоранию и пожару. При этом ток через обмотки, естественно возрастает, однако его величины не хватает для сгорания предохранителя.
Как же защитить такое оборудование?
Для таких случаев чья-то умная голова придумала
Термопредохранители
Во избежание возгорания такого трансформатора последовательно с его первичной обмоткой включается термопредохранитель. Он содержит в себе легкоплавкую цепь, подобную той, что есть в обычном плавком предохранителе.
При достижении некоторой температуры эта проволока расплавляется и прерывает цепь, предотвращая возгорание.
Плавкий предохранитель выбирают обычно с некоторым запасом. Поэтому в этом случае, скорее всего, он не сработает. Он сработает в результате короткого замыкания, когда ток возрастет значительно. А термопредохранитель «закроет грудью амбразуру», спасая жизнь своих «боевых товарищей».
Но в данном случае «геройство» это — вынужденное. Если бы трансформатор был сделан как положено, то даже при превышении напряжения он не сильно бы перегрелся. Так делали трансформаторы в Советском Союзе. Но теперь другая эпоха и другие подходы.
Дотошные головы просчитали, что дешевле будет применить дополнительную копеечную деталь, чем сделать трансформатор как положено.
На корпус термопредохранителя может наноситься различная маркировка:
- серия и код,
- температура срабатывания,
- рабочее напряжение,
- максимально допустимый рабочий ток.
Термопредохранитель отличается от обычного предохранителя тем, что перегорает от превышения окружающей температуры, а не от повышенного тока.
Материал проволочки термопредохранителя — не свинец (температура плавления которого 327 ºС), а специальный легкоплавкий припой. Максимальная рабочая температура трансформатора — 105 ºС. Термопредохранитель перегорает при 115 — 120 ºС.
Термопредохранители в лазерных принтерах
Существует другое конструктивное исполнение термопредохранителей, которое применяется в лазерных принтерах.
В этих принтерах существует блок закрепления (так называемая «печка»).
В блоке закрепления бумага с налипшим тонером проходит вблизи нагретого до высокой температуры вала.
Частицы тонера расправляются и сцепляются с волокнами бумаги, образуя устойчивое изображение.
Чтобы тонер расплавился, необходимо нагреть его до температуры 160 — 180 градусов.
Нагреватель в печке работает в циклическом режиме — то нагревается, то остывает.
Следит за температурой специальный термодатчик.
Иногда система контроля или силовые ключи выходят из строя, и нагревательный элемент не выключается. Вот тут и приходит на помощь термопредохранитель.
Такие предохранители имеют внутри пружину и контакты, спаянные легкоплавким припоем. Как только температура поднимется выше нормы, припой расплавляется, и пружина размыкает контакты.
Если бы не было последовательно включенного с ним термопредохранителя, блок закрепления получил бы необратимые повреждения. Да еще и пожар мог бы возникнуть!
Термопредохранитель, как и обычная плавкая вставка — деталь однократного применения. После устранения причин, приведших к выходу его из строя, необходимо установить новый — с такими же характеристиками.
В заключение скажем, что существуют и самовосстанавливающиеся предохранители, но это другая история и тема отдельной статьи.
Следует отметить, что в различных типах термопредохранителей используются различные материалы, которые отличаются температурой плавления. Существуют припои, температура плавления которых значительно меньше температуры кипящей воды.
Надеюсь, уважаемые читатели, вы уяснили, что обычные плавкие вставки и термопредохранители «жучком» не заменишь!
Можно еще почитать:
Что такое полевой транзистор и как его проверить.
Что такое биполярный транзистор и как его проверить.
До встречи на блоге!