Полуавтомат защиты от перепадов напряжения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

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

 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.

Рис.1 (нажмите для увеличения)

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.

Рис.2 (нажмите для увеличения)

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. 3,6), 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.

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 Начала работу крупнейшая солнечная электростанция 17.11.2024 В Тайване на западном побережье в округе Чанхуа запущена в эксплуатацию крупнейшая в мире плавучая солнечная электростанция, мощность которой составляет 373 мегаватта (МВт). Проект реализован компанией Hexa Renewables, базирующейся в Тайбэе, при поддержке глобального инфраструктурного фонда I Squared Capital и тесном сотрудничестве с правительством Тайваня. Проект был основан на пилотной установке, введенной в эксплуатацию в 2020 году, которая, после модернизации и увеличения мощностей, способна сегодня обеспечить чистой энергией более 74 тысяч домов. Столь значительная мощность новой станции делает ее важным элементом инфраструктуры Тайваня, направленной на развитие возобновляемых источников энергии и снижение зависимости от ископаемого топлива. Hexa Renewables гордится результатами сотрудничества с правительством и отмечает, что проект стал возможен благодаря поддержке партнеров и приверженности Тайваня экологически чистым технологиям. Представители компании подчеркивают, что новая электростанция не только увеличит объемы поставляемой электроэнергии, но и станет важным примером устойчивого подхода к генерации энергии. По данным компании, плавучие солнечные электростанции, установленные на поверхности водоемов, имеют ряд преимуществ перед наземными: они занимают меньше места и меньше подвержены перегреву, что повышает их производительность. Кроме того, такая конструкция позволяет сохранять водные ресурсы, так как система уменьшает испарение и поддерживает местные экосистемы. Проект также имеет символическое значение для всего азиатского региона, где спрос на чистую энергию стремительно растет. В частности, Тайвань планирует использовать эту станцию как образец для расширения использования солнечных технологий и других возобновляемых источников энергии в ближайшие годы. Компания HEXA Renewables заявляет, что завершение строительства крупнейшей плавучей солнечной станции является значимым вкладом в усилия Тайваня по созданию низкоуглеродной экономики. "Этот проект - важный шаг к нашей цели по созданию экологически устойчивой энергетической системы и пример того, как технологии могут помогать странам развивать зеленую энергетику", - подчеркнули в компании. Новая солнечная станция в Чанхуа - это не только вклад в будущее Тайваня, но и значимый прорыв в области чистой энергетики, демонстрирующий, как плавучие электростанции могут стать решением глобальных задач, связанных с энергией и охраной природы.

Другие интересные новости:

▪ Биометрические терминалы-считыватели Safran Sigma

▪ Микросхема MAX9701 - усилитель мощности звукового сигнала класса D

▪ Зависть животных

▪ 3D-печать древесины

▪ Карманный телетюнер от Canopus

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Измерительная техника. Подборка статей

▪ статья Где уж нам, дуракам, чай пить. Крылатое выражение

▪ статья Как изменяется температура воздуха в зависимости от высоты? Подробный ответ

▪ статья Бегущий простой узел. Советы туристу

▪ статья Рулевая машинка в рамочной антенне. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Трансивер прямого преобразования на 7 МГц конструкции UA3TCW. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025