ElektroPrůmysl.cz, září 2012

72 ElektroTrh.cz, září 2012 RC ČLEN – Souvislost s problematikou zapínání a vypínání zátěže při AC / DC napájení Aplikace RC-členu pro eliminaci negativních jevů při spínání v obvodech s DC napájením Obvody se stejnosměrným napájením tvoří speci- fickou skupinu jak v oblasti elektronických aplikací, tak v oblasti obecně slaboproudé, současně v oblasti vý- konové elektrotechniky a elektroniky. Přestože AC na- pájení dominuje (výroba a přenos elektrické energie), tak DC soustavy jsou v mnoha oblastech nenahraditel- né (záložní napájení, interface řídících systémů, alter- nativní zdroje napájení, osvětlení na bázi LED). Zatímco vlastnosti AC řešení jsou z globálního pohledu známy pro elektrotechniky všech kvalifikací a vzdělání (%-ní podíl AC aplikací je dominantní), tak o DC řešeních se to říci plně nedá. Proto je dobré nej- dříve zmínit specifika DC systémů. Specifika DC systémů (oproti AC systémům) orientovaná na problematiku spínání • Pokud v DC obvodu vznikne elektrický oblouk, tak jeho zhasnutí je daleko náročnější než v AC systémech, které svým principem opakovaných průchodů proudu / napětí nulou přispívají k sa- mozhasnutí elektrického oblouku • DC systémy provozované i na malé napětí (z po- hledu rizika úrazu elektrickým proudem bezpeč- né) vytvářejí situace, kdy se musí řešit obvodová přepětí a potenciálně vzniklý elektrický oblouk • DC systémy nízkého napětí vyžadují téměř vždy řešení situace jak zvládnou zapnutí – ale hlavně vypnutí obvodu • DC systémy vysokého napětí jsou z tohoto pohle- du velmi složitou problematikou, která je nad rá- mec tohoto článku • Pro spínání v DC systémech se musí používat k tomu určené spínací / jistící prvky • I při použití komponent dimenzovaných pro spí- nání v DC obvodech je mnohdy nutností použít doplňkové prvky pro zajištění primární funkč- nosti a spolehlivosti daného řešení • Indukční reaktance vytvářejí při vypínání v DC ob- vodech přepětí, která se musejí řešit – eliminovat i v systémech napájených napětím jednotek voltů (oblast elektroniky) • DC řešení obsahují ve větší míře polovodičové spí- nače, kde sice není nutnost řešit problematiku elektrického oblouku, ale musí se řešit, aby polo- vodičový prvek pracoval v garantované oblasti (jak pro primární funkčnost, tak pro extrémní situace) a měl požadovanou dlouhodobou spolehlivost • DC systémy mají ovšem výhody, kromě RC-členu je zde možno také použít k ochraně diodu (což v AC systémech nejde). Další výhodou je jedno- značné chování (v AC systémech jsou přechodné děje závislé na okamžiku v rámci periody kdy do- jde k vypnutí). Typické DC obvodové řešení bez jakýchkoli ochran dle OBR.4) • Zátěž je ke zdroji napájení připojována / odpojová- na variantně mechanickým spínačem S k nebo po- lovodičovým spínačem S p (tranzistor MOSFET) • Zdroj napájecího napětí U n je představován ide- álním zdrojem napětí U a vnitřní impedancí Z i (tato impedance je na rozdíl od AC systémů ve značném rozmezí – téměř zanedbatelná u bate- rií, velmi vysoká např. u fotovoltaických článků, charakter má ve většině odporový) • Zátěž má svou reálnou složku představovanou Obr. 4: Spínání LR zátěže při DC napájení ELEKTRONICKÉ PRVKY A SYSTÉMY