Итак, сегодня, 24 октября 2024г, в мастерскую заходит хорошо знакомый клиент - в июле делал ему посудомойку и варочную панель после отгорания ноля во время работы электриков в щитке. Причем поверхность вернулась через неделю, но уже из-за сварщика, который устроил им перекос фаз или что то на подобии, тогда пошёл на встречу и сделал по гарантии.
Так вот, заходит клиент с улыбкой и словами - я вам всё опять привёз... Жена не отключила автоматы когда уезжали, а на улице новые дома подключали или старые на СИП переводили, не суть... Важно что посудомойка, плита и теперь ещё холодильник - того, тю тю...
В этой статье рассмотрим именно плиту, ибо клиенту был предложен некий "тюнинг" - дабы не горел ИБП или его защита, но всё по порядку.
Разбираем поверхность, для чего откручиваем жменю винтов по периметру:
Под стеклокерамикой нас встречает до боли знакомый внутренний мир этого устройства, и на лицо дефект: варистор+ предохранитель, возможно ещё мост и ШИМ, но в прошлые разы обходилось:
Меняем не исправные элементы и проверяем работу... Запустилось, отлично.
Бываю такие случаи, когда нормальным, цивилизованным путём, люди не могут утрясти проблемы с электросетью, да такие проблемы что и стабилизаторы, во всяком случае релейные, не помогают, ато и сами сгорают.
В моей практике был недавний случай, когда за лето 23-го года, один клиент мне 5-ть раз на ремонт приносил поверхность, и каждый раз - варистор, кондёры, мост, ШИМ, предохранитель... В общем клиент тот ооочень просил что то придумать, дабы не горела электроника.
Ну в общем в процессе раздумываний вариант с усиленным ИБП сразу откинул - слишком хлопотно, да и если из сети приходит две фазы, то на банке будет около 550В, что бы держать такое и выбросы на стоке во время работы ИИП, нужен ключ не менее чем на 1000В, это уже не тривиальная задачка.
Что ж, подумал я, если не можем выдержать удар, надо ставить блок - понизить напряжение... Благо ИИП при мощности в 5 Вт, потребляет от сети около 20мА, так что можно замутить что то типа параметрического стабилизатора в качестве ограничителя входного напряжения.
Для начала рассмотрим что собой представляет типовая функциональная схема питания с защитой на варисторе CNR1 и предохранителе FUSE1:
Работает она так: при превышении величины входного напряжения значения характеристического напряжения варистора, он резко уменьшает своё сопротивление и начинает проводить ток, который с ростом этого напряжения превышает защитный порог предохранителя с последующим его перегоранием.
Так же стоит отметить, что питание конфорок осуществляется мимо цепей защиты и предохранителя.
Недостатков тут несколько:
- Изделие уже требуется нести в ремонт, ибо оно не включается, даже если схема сработала корректно.
- Если превышение входного напряжения не инициирует взрывной рост тока с превышением, то предохранитель не сгорает, а варистор перегревается и начинает гореть, до тех пор пока не расколется и не прекратит своё существование как изделие полупроводниковой промышленности. После чего на схему действует всё входное напряжения со всеми вытекающими последствиям.
- Добавлено 25.10.24 по мотивам комментариев...
Даже кратковременное превышение питания, длительностью 1...2 периода (20...40мс) приводят к критическому росту тока и перегоранию предохранителя, что приводит к поломке даже при наличии релейного стабилизатора и релейного отсекателя с типовым быстродействием 50...100мс.
Что интересно, такая же схема но с резистором 20...10 Ом последовательно предохранителю, спокойно переживает такие кульбиты.
С учётом выше изложенного, придумал простенькую доработку, заключающуюся в установке последовательно с предохранителем мощного резистора, и увеличении мощности варистора:
В этой схеме при превышении входного напряжения над параметрическим у варистора, через последний нарастает резко ток, что приводит к увеличению падения на резисторе 180 Ом, и уменьшении напряжения на входе питания электроники. При мощности резистора в 10Вт, схема будет работать с соблюдением нагрузочных характеристик элементов, при входном напряжении вплоть до 280...300В, дальше уже будет перегрев доп резистора и варистора.
С тех пор прошло более года, и плита не возвращалась, т.е. можно считать что решение оказалось рабочим, и можно повторить в текущем ремонте. Но вот только резистора на 10Вт а лучше на 20, у меня сегодня нет. Зато есть позисторы (PTC) от кинескопных телевизоров, которые запускали катушку размагничивания при включении.
Включаем мозги и думаем, думаем, думаем.... придумал!
Для начала провёл небольшой эксперимент: взял и запустил модуль через резистор 1 кОм, он заработал, при этом падение напряжения на резисторе составило всего 12В, т.е. потребление при включении (когда не запитаны релюшки) всего около 10мА. Запомним это.
Сначала хотел просто включить позистор как ранее резистор - последовательно с предохранителем, но начальное сопротивление в 18 Ом смутило меня - при большом скачке напряжения, импульс тока может выжечь предохранитель (превышение на 50 В даст импульс в 2,5А - может успеть перегореть пока нагреется позистор), поэтому решил добавить постоянное сопротивление на 39Ом (просто понравилось такое и было в наличии) что увеличило начальное сопротивление в три раза.
Добавлено 25.10.24 по мотивам комментариев...
Данное решение с позистором не новинка, ибо штатно в электронных модулях стиральных машин Samsung такой схемотехнический приём давно применяется. Благодаря чему в них крайне редко дохнут диоды и практически никогда нет выгораний - ШИМка если дохнет, то тихонечко без отрыва крыши.
И тут я задумался над тем, что будет если вдруг позистор сильно разогреется, ведь он увеличивает своё сопротивление до десятков килоом, а такое может произойти например при стартовой зарядке конденсаторов или мало чего там его разгорячит. А ШИМка при этом будет пытаться через него запустится.
В общем помня, что на 1кОм приходится падение примерно в 10 В, ставим параллельно цепи (Rдоб1-PTC) резистор Rдоб2 на 3,3кОм, который при штатном запуске просадит напряжение всего на 60В, что однозначно позволит запустится ШИМке.
Ну что, вперёд и с песней:
Волнующий момент, напряжение гудит и в розетке и в голове и в руках, включаем:
Работает, а я и не сомневался :)
Проверим падение напряжения на нашей цепочке защиты:
Собрал всё в кучку, прогон, и завтра отдавать клиенту. А время уже покажет, что и как сделано. Латра для объективного контроля у меня нет, так что испытания будет проходить моя модернизация в реальных условиях эксплуатации.
Буду рад услышать обоснованную, конструктивную критику. И вообще - интересно мнение коллег по такой работе, кто что думает. Как защитить электронику плиты, стиралки, духовки и прочей техники, когда горят стабилизаторы, или стоят они дороже чем защищаемая техника.
В статью внесены изменения 25.10.24 по мотивам комментариев...