|
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ Устройство защиты потребителей электроэнергии. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Защита аппаратуры от аварийных режимов работы сети, блоки бесперебойного питания 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.
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.
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
Таблица 2 :020000040000FA
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
Питомцы как стимулятор разума
06.10.2025 Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1
06.10.2025 Глазные капли, возвращающие молодость зрению
05.10.2025
▪ Мужчины и женщины видят по-разному ▪ 24-разрядный АЦП Analog Devices
▪ раздел сайта Регуляторы тембра, громкости. Подборка статей ▪ статья Парацельс. Знаменитые афоризмы ▪ статья Почему у нас появляются прыщи? Подробный ответ ▪ статья Плаун булавовидный. Легенды, выращивание, способы применения ▪ статья Терморегулятор EBERLE Fre 525 22. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте
www.diagram.com.ua |
Смотрите другие статьи раздела 
Последние новости науки и техники, новинки электроники: