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:

Польза белкового завтрака 14.01.2026

Правильное питание по утрам играет ключевую роль в поддержании здоровья и контроле веса. Многочисленные исследования подтверждают, что состав завтрака может влиять на аппетит в течение всего дня и качество употребляемой пищи. Австралийские ученые провели масштабный эксперимент, который показал, что употребление белковой пищи с утра помогает дольше чувствовать сытость и предотвращает переедание. В исследовании участвовали более 9 тысяч человек среднего возраста 46 лет. В период с 2011 по 2012 год специалисты анализировали рационы респондентов, оценивая долю основных макронутриентов. В среднем участники потребляли 43% углеводов, 31% жиров, 18% белков, 2% клетчатки и 4% алкоголя. Такой рацион позволил ученым проследить взаимосвязь между утренним приемом пищи и пищевым поведением в течение дня. Выяснилось, что участники, чей завтрак содержал недостаточное количество белка, ощущали повышенный аппетит в течение дня. Они ели больше, чем необходимо, и часто выбирали продукты с высоким со ...>>

Технология SmartPower HDR 14.01.2026

Ноутбуки стремительно развиваются в плане графики и мультимедийных возможностей, но яркие дисплеи с высоким динамическим диапазоном (HDR) часто становятся серьезной нагрузкой для аккумуляторов. Длительная работа с видео высокого качества или играми в HDR приводит к быстрой разрядке батареи, что ограничивает мобильность пользователей и снижает комфорт работы. Решить эту проблему призвана новая технология SmartPower HDR, разработанная совместно компаниями Samsung Display и Intel. Суть технологии заключается в динамическом управлении напряжением OLED-панелей. Чипсет ноутбука в реальном времени анализирует пиковую яркость каждого кадра и передает эти данные контроллеру дисплея, который оптимизирует подачу напряжения в зависимости от количества активных пикселей. В отличие от традиционных режимов HDR, где яркость часто фиксируется на максимальном уровне, SmartPower HDR адаптируется к конкретному контенту, что снижает энергопотребление без потери качества изображения. Технология позвол ...>>

Недосып существенно сокращает жизнь 13.01.2026

Сон является одной из самых фундаментальных потребностей человека. Он влияет на обмен веществ, работу сердца и мозга, иммунитет и общее самочувствие. Современный ритм жизни часто заставляет людей жертвовать сном ради работы, учебы или развлечений, но ученые предупреждают: регулярный недосып может иметь далеко идущие последствия для здоровья и долголетия. Исследователи из Орегонского университета здравоохранения и науки пришли к выводу, что сон менее семи часов в сутки связан с сокращением продолжительности жизни. По данным специалистов, хроническая нехватка сна не только вызывает усталость и снижение работоспособности, но и постепенно сказывается на здоровье органов и систем, увеличивая риски развития различных заболеваний. Для анализа ученые использовали обширную национальную базу данных США, сопоставляя показатели ожидаемой продолжительности жизни на уровне штатов с результатами опросов Центров контроля и профилактики заболеваний за период с 2019 по 2025 годы. Они учитывали мно ...>>

Случайная новость из Архива Удары астероидов по Земле 19.10.2011 Наша планета время от времени подвергается ударам астероидов. Какова на протяжении миллионов лет тенденция таких катастроф, становятся ли они чаще или реже? Проанализировав данные о возрасте кратеров, возникших при падении астероидов за последние 250 миллионов лет, сотрудники Астрономического института Общества Макса Планка (Германия) пришли к выводу, что за это время частота столкновений астероидов с Землей постоянно возрастала. Правда, причиной такой статистики может быть эрозия. Многие из самых древних кратеров успели за миллионы лет сгладиться, а более свежие пока хорошо заметны, потому их больше. С другой стороны, по некоторым данным, и на Луне, где эрозии нет, молодых кратеров больше, чем старых. Вопрос остается открытым.

Другие интересные новости:

▪ Чувство юмора школьников связано с интеллектом

▪ Умные часы Qualcomm Toq

▪ Видеокарты EVGA GeForce GTX 1650 GDDR6

▪ Научные роты России

▪ Внедорожный смартфон V-Phone X3 с аккумулятором на 4500 мАч

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Устройства защитного отключения. Подборка статей

▪ статья Соответствие моделей и шасси телевизоров LOEWE. Справочник

▪ статья Кто такие русалки? Подробный ответ

▪ статья Отравление лекарственными препаратами и алкоголем. Медицинская помощь

▪ статья Автомобильный усилитель на микросхеме TDA2025. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья УКВ ЧМ приемник на 145 МГц. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026