Устройство защиты бытовых приборов от колебаний сетевого напряжения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Защита аппаратуры от аварийных режимов работы сети, блоки бесперебойного питания

 Комментарии к статье

Распространение новой сложной и дорогой бытовой и электронной техники требует надежных средств ее защиты от колебаний напряжения в сети. На страницах журнала опубликовано немало описаний устройств подобного назначения, однако большинство из них выполнено на микросхемах, до сих пор недоступных жителям удаленных от больших городов сельских районов. А аедь от резких колебаний сетевого напряжения больше всех страдают именно они. Автор предлагает собрать устройство защиты на широко распространенных дискретных элементах.

При выходе сетевого напряжения за установленные при регулировке пределы устройство, схема которого представлена на рис. 1, отключает от сети нагрузку и вновь включает ее через минуту после восстановления нормального напряжения. Мощность нагрузки не должна превышать 2 кВт.

(нажмите для увеличения)

С помощью выпрямителя на диодах VD1, VD5 с "гасящим" конденсатором С1 получают постоянное напряжение, пропорциональное переменному сетевому. Выходное напряжение второго выпрямителя ("гасящий" конденсатор С2, диоды VD2 и VD3), стабилизированное стабилитроном VD4, питает все узлы устройства.

Движки подстроенных резисторов R6 и R9 установлены таким образом, что при напряжении в сети, не выходящем за пределы 180...240 В, напряжение, снимаемое с первого из них, больше напряжения стабилизации стабилитрона VD6, а со аторого - меньше напряжения стабилизации стабилитрона VD7. В результате транзистор VT1 открыт, a VT2-VT4 - закрыты и через излучающий диод оптрона U1 ток не течет.

Если сетевое напряжение опустилось ниже 180 В, закрыт транзистор VT1 и открыт VT2. При напряжении выше 240 В открыты транзисторы VT3 и VT4. В обоих ситуациях через излучающий диод оптрона U1 течет ток.

Исполнительным элементом, подключающим и отключающим нагрузку, служит симистор VS1. В цепь его управляющего электрода через резистор R16 и диодный мост VD8 включен динистор оптрона U2, открывающийся под действием импульсов частотой приблизительно 4 кГц, вырабатываемых генератором на однопереходном транзисторе VT6, в цепи базы которого находится излучающий диод оптрона U2. Генератор работает, если транзистор VT5 закрыт. На симистор VS1 поступают открывающие импульсы, а на нагрузку - сетевое напряжение. Сигнализируя об этом, горит неоновая лампа HL2.

Открытый транзистор VT5, шунтируя однопереходный транзистор VT6, срывает генерацию. В этом состоянии динистор оптрона U2 и симистор VS1 остаются закрытыми, поэтому нагрузка отключена от сети, а лампа HL2 не горит.

Неоновая лампа HL1 сигнализирует о наличии напряжения в сети и об исправности плавкой вставки FU1

В момент подачи на защитное устройство сетевого напряжения через излучающий диод оптрона U1 протекает кратковременный импульс тока. Динистор оптрона U1, открывшись под действием импульса, остается в этом состоянии, пока ток зарядки конденсатора С5 не станет меньше тока закрывания динистора. Транзистор VT5 открыт благодаря току разрядки конденсатора С5 через резистор R12. Процесс разрядки занимает 65...75 с, после чего транзистор VT5 закрывается, начинает работать генератор импульсов на транзисторе VT6 и на нагрузку поступает сетевое напряжение. Это нормальный рабочий режим устройства.

При выходе сетевого напряжения за установленные пределы через излучающий диод оптрона U1 (как было сказано выше) потечет ток и будет открыт динистор этого оптрона. Конденсатор С5 быстро зарядится. Это приведет к открыванию транзистора VT5 и отключению нагрузки от сети. Такое техническое решение снимает проблему многократных ложных включений и отключений нагрузки при колебании сетевого напряжения вблизи одного из предельных значений. Конденсатор С5 заряжается полностью при первом же самом непродолжительном выходе сетевого напряжения за установленные пределы. Повторные (до окончания разрядки, продолжающейся, как было сказано выше, приблизительно минуту) пересечения порогов приводят лишь к дозарядке частично разряженного конденсатора и продлению выдержки. Этим обеспечена надежная, без "дребезга", коммутация нагрузки.

Авторский экземпляр устройства смонтирован навесным способом на восьми монтажных планках с десятью двухлепестковыми контактами каждая. Его можно собрать и на односторонней печатной плате, показанной на рис. 2.

(нажмите для увеличения)

Симистор VS1 снабжен штыревым теплоотводом размерами 60x55 мм. Резисторы R3 и R4 припаяны непосредственно к выводам конденсаторов С1 и С2. Все устройство помещено в корпус подходящего размера из изоляционного материала. На передней панели корпуса установлены патроны неоновых ламп HL1, HL2 и держатель плавкой вставки FU1.

Конденсаторы С1 и С2 - МБГЧ, C3 - К50-24, С4 и С5 - К50-6; С6 - МБМ. Все постоянные резисторы - МЛТ, под-строечные - СПЗ-38г. Заменой КД105Б послужат любые выпрямительные диоды на ток не менее 0,3 А и обратное напряжение более 300 В (серий Д226 КД20Ь, КД109). Диодный мост КЦ407А можно заменить другими, близкими к нему по параметрам, например, серий КЦ402, КЦ405, или собрать из отдельных диодов КД105Б Стабилитрон КС515А заменяют двумя соединенными последовательно Д814А а Д814Б (VD6) и Д814Д (VD7) - другими маломощными с напряжением стабилизации соответственно 8...10 В и 12...14 В.

Вместо транзисторов КТ315В подойдут любые из серий КТ503, КТ3102, КТ3117, а КТ3102Б (VT5) заменят КТ3102В, КТ3102Д, КТ3117А или составной из двух КТ315В. Оптроны АОУ103Б можно заменить на АОУ103В а лучше - на АОУ115Г или АОУ115Д. При мощности нагрузки до 1,4 кВт симистор ТС122-25 допустимо заменить на ТС112-10 или ТС106-10 класса по напряжению не ниже 4, а при 0,7 кВт - на КУ208Г.

Для настройки устройства защиты потребуются регулируемый автотрансформатор (ЛАТР), вольтметр переменного тока и нагрузка - лампа накаливания на 220 В мощностью не менее 40 Вт. На время настройки целесообразно в качестве С5 установить конденсатор емкостью 1...2 мкФ. Это уменьшит задержку включения нагрузки и облегчит регулировку порогов. Прежде чем начать регулировку, переведите движки резисторов R6, R9 в нижнее по схеме положение. При этом нагрузка будет отключена.

Установив с помощью ЛАТР входное напряжение равным нижнему предельному (180 В), перемещают движок резистора R6 до включения нагрузки. Обычно удается найти такое положение, при котором нагрузка без постороннего вмешательства периодически включается и выключается. Далее повышают входное напряжение до верхнего предела (240 В) и вновь добиваются срабатывания защиты, на этот раз с помощью подстроечного резистора R9. Остается заменить временно установленный конденсатор С5 штатным емкостью 200 мкф и проверить длительность задержки включения нагрузки.

Так как цепи устройства находятся под сетевым напряжением, при его регулировке необходимо соблюдать правила электробезопасности.

Автор: А.Кузема, г.Гатчина Ленинградской обл.

Смотрите другие статьи раздела Защита аппаратуры от аварийных режимов работы сети, блоки бесперебойного питания.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Случайная новость из Архива Идеальный уличный фонарь 28.04.2013 Группа исследователей из Тайваня и Мексики разработала светодиодный фонарь, который освещает улицу действительно идеально: без пятен тени, с минимумом светового загрязнения и потребления электроэнергии. Уличные фонари - привычный элемент городского пейзажа, но они вносят негативный вклад в экологию: создают световое загрязнение, потребляют много энергии и ко всему этому освещают улицы плохо - оставляют неосвещенные участки на дорогах и улицах. Новейшие достижения в области светодиодного освещения во многом решили проблемы энергоэффективности, но до сих пор значительная часть света уличных фонарей попадает не туда, куда нужно. Проблемы светового загрязнения существуют во всех больших городах: ночной свет мешает птицам, насекомым, растениям, светит в окна спален и засвечивает звезды, лишая нас удовольствия любоваться звездным небом. Новая светодиодная система решает эту проблему. Она обеспечивает равномерное освещение конкретного участка улицы при низких энергозатратах. Обычно уличные фонари размещают в шахматном порядке вдоль улиц и автострад. Это ограничивает свободу размещения столбов и к тому же появляются пятна тени, которых можно избежать только установкой большего количества фонарей. Новый фонарь можно настраивать под любой контур участка, например он может освещать только прямоугольник дороги, квадрат парковки или любую другую форму поверхности. При этом оптический коэффициент использования (OUF, соотношение излучаемого света и светового потока на объекте) нового фонаря достигает 51-81%. Для сравнения: в самых лучших современных уличных фонарях OUF не превышает 45%, то есть большая часть света "улетает" куда попало, а не на нужный объект. Главная особенность нового фонаря - необычный дизайн. Светильник состоит из трех светодиодных кластеров, каждый из которых имеет специальную линзу полного внутреннего отражения (TIR). Данная линза фокусирует свет, таким образом, что лучи параллельны друг другу. Этот процесс называется коллимация. Эти линзы отправляют максимум света на объект, при этом дополнительный диффузор устраняет блики и еще больше снижает световое загрязнение. Сочетание коллиматора и диффузора также позволяет настраивать форму светового пятна, например для автострады это будет прямоугольник. Такие световые прямоугольники легко соединить, чтобы идеально осветить дорогу: без темных зон и слепящих бликов.

Другие интересные новости:

▪ Солнце делает мужчин голодными

▪ Новые 14-амперные модули преобразования напряжения в корпусе EXCALIBUR

▪ Электростимуляция мозга помогает справиться с инсультом

▪ Цифровая вывеска Philips Tableaux E INK

▪ Мотоцикл, работающий на пиве

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Загадки для взрослых и детей. Подборка статей

▪ статья Утраченные иллюзии. Крылатое выражение

▪ статья Что такое пасьянс? Подробный ответ

▪ статья Осмотрщик вагонов, слесарь по ремонту подвижного состава. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Синтез трис (2,2'-бипиридин) рутения(II) тетрафторбората. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Управление насосами котельной. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026