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:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Боевые лазеры для бомбардировщиков 07.06.2017 Исследовательская лаборатория ВВС США (AFRL) займется разработкой боевого лазера для многофункционального тяжелого стратегического бомбардировщика Boeing B-52 Stratofortress. Не секрет, что большие и неповоротливые бомбардировщики представляют собой легкую добычу для ракет противника. Таков, к примеру, и основной самолет дальней бомбардировочной авиации ВВС США - легендарный B-52, или "Летающая крепость". С одной стороны, он может нести на борту до 31,5 тонны различного вооружения, или 51 единицу боеприпасов, включая ядерное оружие. Бомбардировщик обладает одной из наиболее мощных систем радиоэлектронной борьбы среди боевых самолетов США. В нее входит аппаратура для создания дезинформирующих и шумовых помех, тепловые ловушки и дипольные отражатели, а бомбардировщики В-52 некоторых модификаций оборудованы системами радиоэлектронного подавления, предназначенными для подавления радиолокационных станций противника, передатчиками помех, аппаратурой предупреждения о радиолокационном облучении, импульсно-доплеровской станцией защиты хвоста и передатчиками помех. С другой стороны, из-за больших габаритов и максимальной взлетной массы почти в 230 тонн стратегический бомбардировщик обладает слабой маневренностью и не способен уклоняться от ракет противника. Поэтому американцы решили вооружить его лазерным оружием, которое будет предназначено прежде всего для защиты В-52 от ракет. Причем боевой лазер должен не ослеплять системы наведения боеприпасов, сбивая их с цели, а физически уничтожать их. AFRL считает, что лазерная установка на борту многофункционального тяжелого стратегического бомбардировщика позволит эффективнее защищать его от угроз противника. Проект получил название SHIELD ("Щит") и должен быть реализован в течение пяти лет. За это время исследователи должны разработать подвесные контейнеры с боевыми лазерами, которые можно будет использовать не только на B-52, но и на военно-транспортных самолетах ВВС США C-130J Super Hercules.

Другие интересные новости:

▪ Строительство в космосе

▪ Луна, дожди и землетрясения

▪ Удаленное родительское собрание

▪ Структурная краска

▪ Усилитель с переменным коэффициентом усиления

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электрику. Подборка статей

▪ статья Все равны, но некоторые равны более других. Крылатое выражение

▪ статья Как образовались химические элементы? Подробный ответ

▪ статья Пажитник лежачий. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Охрана и сигнализация автомобиля. Справочник

▪ статья Изоляция электроустановок. Внешняя стеклянная и фарфоровая изоляция электрооборудования и ОРУ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026