Полуавтомат защиты радиоаппаратуры от перепадов напряжения сети. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Защита аппаратуры от аварийных режимов работы сети

 Комментарии к статье

Защита бытовой радиоаппаратуры от "скачков" и резких отклонений сетевого напряжения от нормы для многих районов нашей страны остается проблемой с непредсказуемыми последствиями. Автор статьи анализирует ситуацию и делится личным опытом практического решения этой проблемы.

Предлагаемое устройство защищает радиоаппаратуру быстрым отключением от питающей сети при изменении ее напряжения более допустимых пределов. Оно актуально, прежде всего, вблизи воздушных линий электропередачи, где вероятность замыканий проводов, например, при сильных порывах ветра, велика. Особенно опасно замыкание одного из фазных проводов на "нулевой". При этом напряжение в сети повышается до 380 В. Обычно в таких случаях происходит разрыв оксидных конденсаторов блока питания и вытекание электролита, что пагубно сказывается на работе того или иного радиоаппарата.

Снижение же напряжения сети до 160 В также опасно, в частности для импульсных блоков питания. В таких случаях они работают при длительных токовых нагрузках через силовой транзистор, что может стать причиной выхода его из строя из-за перегрева.

Решать описанные проблемы мне помогает полуавтомат, схема которого приведена на рис. 1. От подобного устройства, описанного в статье И. Нечаева "Автомат защиты сетевой аппаратуры от "скачков" напряжения" ("Радио", 1996, № 10, с. 48,49), он отличается в основном лишь тем, что при "скачках" напряжения отключает нагрузку от сети, и повторное его включение возможно только после нажатия на пусковую кнопку SB1. В ранее же описанном автомате при "гуляний" напряжения сети нагрузка питается прерывисто - а это очень не благоприятный режим работы для любой радиоаппаратуры, в особенности ПЭВМ и телевизоров.

Основой предлагаемого полуавтомата служит мощное электромагнитное реле К1. Для питания его обмотки постоянным током применен выпрямительный MOCTVD1-VD4, подключенный к сети через гасящие конденсаторы С1 и С2. Включают устройство кратковременным нажатием на кнопку SB1. При этом реле К1 срабатывает и его замыкающиеся контакты К 1.1 блокируют контакты пусковой кнопки. Конденсатор С1 обеспечивает необходимый пусковой ток реле при включении. В рабочем режиме реле удерживается током, текущим через конденсатор С2, до напряжения сети не ниже 160 В. При налаживании устройства емкость конденсатора С2 (а иногда и конденсатора С1) приходится подбирать для каждого типа реле индивидуально.

При повышении напряжения сети до 240 В открываются стабилитроны VD7 и VD8. Одновременно срабатывает оптрон U1 и открывается тринистор VS1 блокирует цепь питания обмотки реле К1. В результате реле отпускает и его размыкающиеся контакты К1.1 отключают нагрузку устройства от питающей сети переменного тока.

Конденсатор С3, шунтирующий резистор R3 в цепи управления тринистором VS1, предотвращает срабатывание защиты от импульсных помех. Резисторы R1, R2 ограничивают броски тока через контакты пусковой кнопки SB1, одновременно являясь "предохранителями" в случае пробоя конденсатора С1 или С2.

Диод VD5 улучшает быстродействие устройства, которое определяется в основном типом примененного реле и составляет доли секунды. Время отпускания реле РЭНЗЗ, использованного в описываемом устройстве, не превышает 4 мс, чего вполне достаточно для надежного срабатывания защиты. Резистор R5 ограничивает ток, текущий через светодиод оптрона U1. Подбором его (в пределах 8...25 кОм) можно регулировать в небольших значениях (5... 10 В) порог срабатывания защиты по превышению входного напряжения.

Конструктивно полуавтомат выполнен в виде переносного удлинителя. На его лицевой стенке-крышке установлены сетевая розетка Х2, кнопочный выключатель SB1 (КМ2-1 или П2Кбез фиксации) и индикатор VL1. Электромагнитное реле (РЭНЗЗ), тринистор VS1 и все другие детали смонтированы на печатной плате из одностороннего фольгированного материала, которая размещена в пластмассовом корпусе.

Реле К1 может быть любого типа, на рабочее напряжение 12...60 В, а его контакты рассчитаны на ток не менее 2...3 А при напряжении сети 220 В. При этом соответственно должно быть и номинальное напряжение конденсатора С4.

Конденсаторы С1 и С2 - К73, МБМ, МБГО на номинальное напряжение не менее 350 В (С2 лучше на 400 В). Стабилитроны VD7 и VD8 заменимы на аналогичные, суммарное напряжение стабилизации которых может быть от 310 до 340 В при токе 10... 12 мА. При меньшем суммарном напряжении стабилизации этих приборов (250...300 В) резистор R5 должен быть сопротивлением 30...47 кОм и большей рассеиваемой мощности. В этом случае появится возможность увеличения нестабильности порога срабатывания защиты.

Диодный оптрон АОД101А (U1) допустимо заменить транзисторным серии АОТ110 или АОТ127, соединив резистор R4 с эмиттером фототранзистора, анод тринистора VS1 - с выводом его коллектора, а между базой и эмиттером установить резистор сопротивлением 1 МОм. При этом и тринистор может быть с большим током управления, например, серии КУ201 или КУ202.

Налаживание устройства сводится в основном к подбору конденсаторов С2 и С1. Подбирая первый из них, добиваются отключения устройства при снижении напряжения сети до 160...170 В, а второй - надежного включения пусковой кнопкой SB1. Не исключен и подбор резистора R5 - для обеспечения надежного срабатывания системы защиты при напряжении сети, превышающим 240...250 В. При этом не следует забывать о мерах электробезопасности - ведь все элементы устройства гальванически связаны с электросетью повышенной опасности.

В заключение несколько практических советов, связанных с возможными изменениями в самом устройстве защиты. Если возникнут трудности с подбором высоковольтных стабилитронов VD7 и VD8, то возможно применение одного стабилитрона КС533А с дополнительным транзистором КТ940А, как показано на рис. 2,а. Переменным резистором R8 устанавливают напряжение порога срабатывания системы защиты.

Однако ее надежность при этом несколько снизится, так как транзистор VT1 может "уходить на обрыв" и устройство не отключит нагрузку в случае превышения входного переменного напряжения. Стабилитроны же, как правило, выходят из строя на "замыкание", и это приводит лишь к отключению нагрузки.

Устройство удастся упростить, если заменить тринистор VS1 и оптрон U1 оптотиристором соответствующей мощности - с выходным импульсным током не менее 1 А, например, серии АОУ160. Полуавтомат с таким оптроном должен надежно блокировать по питанию обмотку реле К1 быстрой разрядкой конденсатора С4. Наиболее распространенный оптрон серии АОУ103 выдерживает импульсный ток значением до 0,5 А, которого может оказаться недостаточно для надежной работы устройства.

Вообще же оптрон можно заменить маломощным импульсным трансформатором. Подойдет, например, согласующий трансформатор усилителя 34 переносного транзисторного радиоприемника или аналогичный, обмотки которого содержат по 150...300 витков провода ПЭВ-2 0,15...0,3. Обмотку с меньшим числом витков подключают к цепи управления тринистором VS1 (рис. 3,б), а обмотку с большим числом витков - вместо излучающего диода оптрона U1. Резисторы R3 и R4 в этом случае из устройства удаляют.

Длительная эксплуатация нескольких полуавтоматов, в том числе с внесенными изменениями, показала их надежную работу.

Для надежной работы устройства в качестве SB1 следует установить кнопку, рассчитанную на полный пусковой ток защищаемого устройства. В цепь анода тиристора VS1 желательно установить ограничительный резистор сопротивлением порядка 10 Ом, он предохранит тиристор от возможного пробоя разрядным током конденсатора С4.

Автор: А. Зеленин, г. Карталы Челябинской обл.; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Защита аппаратуры от аварийных режимов работы сети.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Микроконтроллеры Renesas RX130 с поддержкой сенсорного управления 14.12.2015 Компания Renesas Electronics объявила о выпуске семейства 32-разрядных микроконтроллеров RX130 с поддержкой сенсорного ввода. Областями их применения названы бытовые приборы, средства автоматизации зданий, промышленная автоматика, портативные медицинские приборы. По словам производителя, микроконтроллеры RX130 дают возможность реализовать собственно функции управления и интерфейс пользователя силами одного микроконтроллера. Поддержка сенсоров емкостного типа позволяет использовать сенсорные кнопки из различных материалов, что может быть очень полезно в условиях, где использование традиционных кнопок по каким-либо причинам невозможно. В промышленной электронике может быть востребовано распознавание ввода в перчатках, а в случае бытовых приборов дизайнеры получают большую свободу выразительных средств, направленных на придание устройствам привлекательного внешнего вида. В зависимости от модели и режима возможно обнаружение срабатывания до 64 сенсорных кнопок. При этом на собственно работу с сенсорами расходуется не более 10% вычислительного ресурса CPU, так что микроконтроллеры RX130 подходят для достаточно требовательных приложений. К другим достоинствам RX130 относится низкое энергопотребление. Ознакомительные образцы RX130 уже доступны. Серийные поставки должны начаться в марте 2016 года.

Другие интересные новости:

▪ Оптимальна форма бокала для сохранения пива холодным

▪ Кубики льда контролируют выпитый алкоголь

▪ Медицинский датчик на ногте

▪ Интернет врача не заменит

▪ От эмульгаторов можно отказаться

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Студенту на заметку. Подборка статей

▪ статья Играть на разрыв аорты. Крылатое выражение

▪ статья Какие горы священны? Подробный ответ

▪ статья Вулкан Везувий. Чудо природы

▪ статья Обогреватели. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Как правильно выбрать провода для электропроводки и изготовить плавкий предохранитель. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026