Устройство защиты потребителей электроэнергии. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

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

 Комментарии к статье

Недопустимые изменения сетевого напряжения в значительных пределах от номинала приводят к выходу из строя бытовой техники. Так, уменьшение напряжения ниже нормы для холодильника чревато тем, что двигателю может не хватить пускового момента и его обмотка сгорит. Увеличение напряжения приводит к увеличению тока, протекающего через нагрузку, что также приведет к выходу ее из строя. Обрыв нейтрали на подстанции может увеличить сетевое напряжение до огромного напряжения в 380 В, которое не выдержит ни одна бытовая техника.

Предлагаемое устройство позволяет защитить бытовую технику от аномальных изменений сетевого напряжения. Устройство работоспособно в диапазоне напряжений от 20 до 440 В. Допустимый ток порядка 16 А, зависит в основ- ном от примененного реле. Микроконтроллер, входящий в состав устройства, отслеживает сетевое напряжение и в случае изменения его более чем на 15% отключает нагрузку и сигнализирует светодиодами. Предел 15% выбран исходя не из гостовских норм, а реальных разбросов сетевого напряжения, и может легко быть подкорректирован изменением нескольких ячеек программы.

Разработаны три конструкции. Первые две собраны по схеме, показанной на рис.1. Устройство, внешний вид которого показан на рис.2,а, предназначено для встраивания в сдвоенную розетку; рис.2,б - для навешивания на квартирный автомат. Третье устройство (рис.3) было дополнено сетевым фильтром и варисторами, защищающими конструкцию, а заодно и потребителей от импульсных помех.

Принцип действия устройства, схема которого показана на рис.1. Сетевое напряжение поступает на вход X1, выпрямляется и ограничивается на уровне 15 В цепью C2R4VD1-VD3, затем стабилизируется микросхемой D2. От нее запитывается микроконтроллер. После некоторой задержки запускается внутренний генератор микросхемы D1 и начинает выполняться программа.

(нажмите для увеличения)

Напряжение, снятое с делителя R1R2, поступает на вход GP1, который настроен как аналоговый вход компаратора. Входное напряжение контролируется: если оно в зоне 15% от номинала, то включается реле К1 и светодиод HL1 "Норма"; если напряжение в любой момент времени превысит 253 В, то контроллер отключит реле и включит светодиод HL2 в режиме мигания. Через 45 с контроллер вновь проверит сетевое напряжение и, если оно в норме, вновь включит реле. То же самое произойдет, если напряжение снизится и будет менее 187 В, с той лишь разницей, что будет мигать светодиод HL3. В данном случае измерение минимума напряжения производится через 5 мс после перехода сетевого напряжения через нуль, то есть на максимуме синусоиды.

Конденсатор С1 совместно с резисторами R1, R2 представляют собой фильтр низкой частоты, препятствующий срабатыванию компаратора в результате импульсных помех. Если его не установить, устройство будет срабатывать от кратковременной просадки напряжения, например, в результате включения двигателя холодильника. Следует заметить, что быстродействие срабатывания защиты зависит в основном от быстродействия примененного реле и номинала конденсатора С1.

В третьей конструкции (рис.3) добавлен сетевой фильтр на элементах L1, L2, C1-C3, R1, R2, а заодно и организована схема слежения за исправностью варисторов на элементах VD1, VD2, R3, R4, так как от больших импульсных выбросов они могут выйти из строя. В случае выхода из строя варисторов будет моргать светодиод HL2.

(нажмите для увеличения)

Детали, показанные на рис.3. В качестве D2 можно применить микросхему 78L05. Конденсаторы С1-С3 типа К78-2, C5 типа К73-17 на напряжение 500...600 В, C7-C8 типа K50-35, остальные - КМ. Диод VD5 можно заменить Д815Д. Диод VD5 рассчитан на напряжение 500...600 В, остальные диоды - на напряжение 25...50 В и ток 100...300 мА. Резисторы типа МЛТ. Разрядник U1 с напряжением пробоя 1 кВ. Варисторы 561KD14 можно заменить любыми с энергией поглощения 50...200 Дж. Дроссель L1 намотан на сердечнике от магнитной антенны диаметром 8 и длиной 20 мм проводом диаметром 1,5 мм и содержит 20 витков.

Дроссель L2 расположен на кольце из алсифера диаметром 50...60 мм и содержит 15-20 витков провода диаметром 1,5 мм, сложенных вдвое. Конструкция, показанная на рис.2,б, выполнена методом поверхностного монтажа - там установлен импортный стабилитрон на напряжение 12...15 В и мощность 1,3 Вт. Применен микроконтроллер в корпусе SOIC. Керамические резисторы и конденсаторы типоразмера 0603, 0805 и 1206. Во всех конструкциях можно применить микроконтроллеры как PIC12.675, так и PIC12.629. В первом случае записывается микропрограмма, приведенная в табл.1, во втором - в табл.2.

Таблица 1

:020000040000FA
:100000000128831264008501443099009F01831602
:1000100002309F0000308B008F308100023085005D
:10002000FF3090008312CF30B7000430B8001E308C
:10003000B90064008316A13099008312191F192892
:1000400064008316A13099008312191B202883169F
:100050008B30990083126400191F3F28B70B2B289F
:10006000CF30B700B80B2B280430B8008316863089
:1000700099008312191B4D280515051419288501AF
:100080000516572005125720B90B3F281E30B9001E
:10009000CF30B7000430B8001928850185165720E5
:1000A00085125720B90B4D281E30B9001928FF3092
:1000B000B4000130B5000230B6006400B50B612811
:0A00C000B40B5D28B60B5D280800A4
:02400E00CC3FA5
:00000001FF

Таблица 2

:020000040000FA
:100000000128831264008501443099008316003072
:100010008B008F3081000A3085008312CF30B7000B
:100020000430B8001E30B90064008316A130990076
:100030008312191F142864008316A13099008312BB
:10004000191B1B2883168B30990083126400191F1B
:100050003C28B70B2628CF30B700B80B2628043031
:10006000B8008316863099008312191B4A2805159B
:100070000514851954281428850105165A200512DF
:100080005A20B90B3C281E30B900CF30B7000430DD
:10009000B8001428850185165A2085125A20B90BFC
:1000A0004A281E30B9001428850105145A2005106D
:1000B0005A205428FF30B4000130B5000230B60099
:1000C0006400B50B6428B40B6028B60B60280800E8
:02400E004C3E26
:00000001FF

Налаживание устройства сводится к подбору резистора R1 (рис.1) или R5 (рис.3). Подключают X1 к выходу ЛАТРА, на котором устанавливают напряжение 253 В и, увеличивая сопротивление R1 (R5), добиваются включения светодиода HL2 (HL3). Зона 187 В выставится автоматически. Если необходимо сдвинуть верхнюю зону срабатывания, например, в 240 В, то нижняя изменится до 174 В.

Внимание! Во время наладки нужно соблюдать осторожность, чтобы не произошло случайного обрыва резистора R1 (R5), так как микроконтроллер может выйти из строя, несмотря на то, что внутри у него стоят защитные диоды.

Все конструкции выполнены на печатных платах из одностороннего стеклотекстолита толщиной 1,5...2 мм. На рис.4 показана печатная плата размерами 56х90 мм для двойной розетки; на рис.5 - печатная плата размерами 15,5х65 мм для подсоединения к квартирному автомату; на рис.6 - схема устройства размерами 78Ч200 мм с фильтром.

Автор: С.М. Абрамов

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 Сверхминиатюрные катушки индуктивности без намотки 15.04.2003 Компания MATSUSHITA CORPORATION выпускает сверхминиатюрные катушки индуктивности без намотки размерами 1x1,5x1,5 мм. Номиналы значений индуктивности от 1 до 68 нГн, допуск +5%, добротность до 90.

Другие интересные новости:

▪ Микросхемы TB6865FG и TB6860WBG для беспроводной зарядки

▪ Стрекоза на микросхеме

▪ За время каникул школьники глупеют

▪ ПриватБанк обезвредил группу скиммеров

▪ Доставка лекарств по назначению

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Детекторы напряженности поля. Подборка статей

▪ статья Сверхзвуковой пассажирский лайнер Конкорд. История изобретения и производства

▪ статья Как английское слово, означающее завтрак, постепенно стало обозначать ужин? Подробный ответ

▪ статья Слесарь по эксплуатации и ремонту подземных газопроводов. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Многофункциональные часы-термостат с дистанционным управлением на микроконтроллере. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Шарик и спички. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026