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:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Европа потратит 1,3 млрд. евро на Юпитер 08.05.2012 Европейское космическое агентство (ЕКА) объявило о своем намерении отправить космическую миссию стоимостью примерно в 1,3 миллиарда евро к Юпитеру. 2 мая комитет по научным программам ЕКА одобрил строительство JUICE (Jupiter Icy moons Explorer), космического зонда крупного класса. Миссия JUICE оказалась для комитета более предпочтительной, чем два остальных претендента - проект космической гравитационной обсерватории New Gravitational-wave Observatory и космический рентгеновский телескоп ATHENA. Если все пойдет по плану, в 2022-м году JUICE начнет свою 11-летнюю эпопею по исследованию Юпитера и его нескольких спутников. Первоочередной задачей зонда будет поиск океанов подо льдами Европы и Ганимеда. По словам научного руководителя миссии Мишель Догерти из Имперского колледжа в Лондоне, миссию JUICE предпочли остальным частично из-за меньших финансовых рисков, но в первую очередь из-за ее привлекательности для многих членов комиссии. "Сила миссии JUICE, - сказала она, - в том, что она вызывает повышенный интерес у самых различных групп научного сообщества". Главная цель миссии - Ганимед. Его океан расположен между слоями льда на глубине двухсот километров. У Ганимеда, как и у Земли, есть расплавленное железное ядро, однако механизм его "динамо-машины", позволяющий его подземным морям быть жидкими, до сих пор остается тайной. JUICE также будет дважды пролетать мимо Европы, первого спутника Юпитера, у которого заподозрили, а потом и подтвердили наличие подледного океана. Первоначально, когда JUICE собирались послать к Юпитеру в тандеме с зондами НАСА, Европа была главной целью миссии, однако после отказа от этой программы НАСА, посчитавшего ее слишком дорогостоящей, европейский зонд решили отправить на орбиту Ганимеда, отчего два пролета мимо Европы приобретают очень высокую научную ценность. Зонд JUICE будет весить почти пять тонн, и таким образом он станет самым тяжелым космическим кораблем, который когда-либо был послан к другим планетам. В полете он будет питать энергией свою аппаратуру благодаря огромным солнечным панелям общей площадью в 60-70 кв. метров. Состав аппаратуры еще окончательно не определен, однако там обязательно будет радар, магнетометры и камеры. Пару своих инструментов на борт JUICE предоставит НАСА. По словам Догерти, полная схема зонда и его научные возможности будут окончательно приняты в течение ближайших 18 месяцев.

Другие интересные новости:

▪ Ударопрочный музыкальный центр

▪ Гарнитура Corsair Virtuoso RGB Wireless XT

▪ Отношение к запахам

▪ Реактор на расплаве солей и быстрых нейтронах

▪ Пчелы-защитницы

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Инфракрасная техника. Подборка статей

▪ статья Что хорошо для "Дженерал моторс", хорошо для Америки. Крылатое выражение

▪ статья Какие животные самые ленивые? Подробный ответ

▪ статья Физиолог. Должностная инструкция

▪ статья Широкополосная телевизионная антенна для ДМВ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Часы сами останавливаются. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025