Что такое термопредохранители и зачем они нужны

Предохранитель - как улиткаПриветствую, 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

ПредохранительТрадиционная 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.

Адаптер с маломощным низкочастотным трансформаторомЭти 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

термопредохранитель в обмотке трансформатораСуществует другое конструктивное исполнение термопредохранителей, которое применяется в лазерных принтерах.

ТермопредохранительВ 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.

Термопредохранитель лазерного принтераЕсли 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!


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

© 2017 Компьютер и жизнь // Дизайн и поддержка: GoodwinPress.ru