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:

Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Микропластик уже давно признан одним из самых масштабных загрязнителей планеты. Он проникает в океаны, почву, организмы животных и даже в тело человека. Однако до недавнего времени мало кто задумывался о его влиянии на климатические процессы. Новое исследование показало, что микро- и нанопластик в атмосфере способен поглощать тепло, тем самым внося дополнительный вклад в глобальное потепление. Ученые обнаружили, что воздействие пластиковых частиц на климат зависит от их цвета. Светлые частицы отражают солнечный свет и способствуют некоторому охлаждению, в то время как более темные - активно поглощают тепло и излучение. Со временем пластик в атмосфере темнеет под воздействием ультрафиолета, что усиливает его согревающий эффект. Этот процесс напоминает пожелтение пластиковых парковочных талонов, оставленных на солнце. Соавтор исследования, заслуженный профессор наук о Земле в Университете Дьюка Дрю Шинделл отметил, что влияние микропластика на изменение климата пока относительно не ...>>

Универсальный бытовой робот-гуманоид GigaAI SeeLight S1 31.05.2026

Развитие робототехники постепенно переносит сложные машины из промышленных цехов прямо в повседневную жизнь людей. Китайская компания GigaAI сделала важный шаг в этом направлении, представив SeeLight S1 - первую в стране модель универсального бытового робота-гуманоида. Эта разработка призвана взять на себя рутинные домашние дела и стать настоящим помощником в повседневной жизни. Уже в конце текущего месяца сотня роботов SeeLight S1 начнет проходить испытания в специализированном жилом комплексе, предназначенном для работников высокотехнологичных отраслей. По словам генерального директора GigaAI Чжу Чжэна, в первой половине 2027 года роботы будут переданы для бесплатного тестирования обычным семьям в Ухане - столице провинции Хубэй. Такой подход позволит собрать реальные данные о работе устройства в домашних условиях. В демонстрационном видео робот, передвигающийся на колесах, уверенно справляется с множеством бытовых задач. Он нарезает овощи, жарит яйца, загружает стиральную маши ...>>

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Случайная новость из Архива Три измерения времени 26.01.2026 Физики из Варшавского и Оксфордского университетов предложили смелую концепцию, которая по-новому переосмысливает соотношение пространства и времени и потенциально проливает свет на парадоксы квантовой механики. В основе их рассуждений лежит специальная теория относительности Альберта Эйнштейна, согласно которой никакой объект с массой не может достичь скорости света или превзойти ее. При этом сами уравнения не запрещают существование гипотетических сущностей, которые с самого начала движутся быстрее света и никогда не пересекают этот предел "снизу". Авторы исследования рассматривают точку зрения именно таких сверхсветовых наблюдателей, радикально отличающуюся от привычного нам описания мира. Согласно их выводам, для гипотетического наблюдателя, движущегося быстрее света, привычные роли пространства и времени меняются местами. Вместо одного временного и трех пространственных измерений такая система отсчета включала бы три измерения времени и лишь одно пространственное. В результате сам характер существования объектов выглядел бы принципиально иначе, чем в классической физике. В такой картине объекты не имели бы единственной определенной траектории или четко заданного будущего. Напротив, они могли бы одновременно "располагаться" в нескольких возможных будущих состояниях, напоминая волновые структуры. Это удивительным образом перекликается с ключевыми идеями квантовой механики, включая волново-частичную двойственность, принцип неопределенности и феномен квантовой запутанности, которые долгое время считались интуитивно непонятными. Авторы работы подчеркивают, что в подобном описании исчезает само понятие классической частицы как локализованного объекта. На смену ему приходит представление о полях и волнах, распространяющихся в пространстве-времени. Такой подход уже используется в теориях, описывающих раннюю Вселенную, где влияние одних областей на другие может выглядеть мгновенным или даже выходящим за пределы светового ограничения. Центральным, но пока гипотетическим элементом этой концепции остаются тахионы - частицы, которые могли бы существовать только в сверхсветовом режиме. Их реальное существование до сих пор не подтверждено экспериментально, а само их появление поставило бы под сомнение привычные представления о причинности и последовательности событий. Связь между прошлым и будущим в таком мире оказалась бы гораздо менее однозначной. При этом исследователи отмечают, что квантовая механика уже сегодня размывает классическое понимание причинно-следственных связей, позволяя корреляциям возникать без очевидного механизма передачи сигнала. С этой точки зрения пересмотр фундаментальных понятий пространства и времени может оказаться не экзотикой, а необходимым шагом к более глубокой теории.

Другие интересные новости:

▪ Сухогруз для спецназа

▪ Ботанический институт РАН опутан Интернет-паутиной

▪ Гаджеты перед сном вредят здоровью

▪ Аттомикроскоп для наблюдения за сверхбыстрыми процессами

▪ Средство для очистки стен от граффити

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки. Подборка статей

▪ статья Места не столь отдаленные. Крылатое выражение

▪ статья От чего зависит погода? Подробный ответ

▪ статья Остров Исландия. Чудо природы

▪ статья GAINCLONE-2007. УНЧ на микросхеме LME49810. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Фокус с раскладной коробкой. Секрет фокуса

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026