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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Злоупотребление солью задерживает половое созревание 29.05.2015 Ни для кого не секрет, что в наше время половое созревание у детей наступает раньше, чем сто лет назад. Возраст первой менструации у девочек теперь составляет 12 лет, в то время как еще в XIX веке она наступала в 15-16 лет. Ученые называют множество причин акселерации: это и химикаты, влияющие на гормональный фон, и жирная калорийная пища, и увеличение числа разводов и семейных ссор. Последствия раннего пубертата могут быть печальными - он повышает риск развития "женского" и "мужского" рака, а также сердечных заболеваний. Но мало кто знает, что задержка полового созревания тоже опасна. По мнению ученых из университета Вайоминга (США), ее может вызывать повышенное употребление соли. Они провели эксперимент на детенышах крысы, разделив их на две группы. Одни питались как обычно, а других посадили на диету, при которой содержание соли в пище превышало рекомендованную норму в три-четыре раза. В результате у крыс, евших пересоленные продукты, половое созревание наступило значительно позже, чем у зверьков из первой группы. Исследователи считают, что эти данные можно экстраполировать на людей. Задержка пубертата чревата депрессиями и стрессом, проблема с поведением и сниженной фертильностью. А фастфуд, которым увлекаются многие подростки, содержит ударные дозы соли. Новое исследование должно стать предупреждением для детей, а главное, их родителей - ведь именно они прививают пищевые привычки.

Другие интересные новости:

▪ Обнаружена бактерия, превращающая метан в электричество

▪ Комариный укол

▪ Интернет по веревке

▪ Голосовое управление кондиционерами LG

▪ Вокруг света за 46 дней

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Инструменты и механизмы для сельского хозяйства. Подборка статей

▪ статья Лор-заболевания. Конспект лекций

▪ статья Как по фотографии можно предварительно диагностировать злокачественную опухоль сетчатки глаза? Подробный ответ

▪ статья Цунами. Советы туристу

▪ статья Сенсорный переключатель. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья УКВ приемник на микросхеме К174ХА42. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025