Предохранитель от повышения напряжения в сети. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Защита аппаратуры от аварийных режимов работы сети

 Комментарии к статье

К сожалению, во многих населенных пунктах напряжение в электросети может колебаться в достаточно широких пределах, чтобы при очередном повышении вывести аппаратуру из строя.

Здесь описывается схема электронного предохранителя, отключающего нагрузку от электросети при превышении сетевым напряжением некоторого определенного уровня. Нагрузка подключается к сети только через одну минуту, после того как напряжение в сети восстановится. Минутная задержка нужна чтобы не было прерывистого или импульсного подключения нагрузки в случае, когда происходят частые колебания в сети, сопровождающиеся выбросами напряжения.

Схема показана на рисунке.

(нажмите для увеличения)

Датчиком величины сетевого напряжения является схема на двух стабилитронах VD2-VD3 и резисторах R1-R2-R3 А так же, играет роль пороговое значение логического уровня микросхемы D1. На данную цепь поступают положительные полуволны от сети через диод VD7. Резистор R2 подстраивают так. чтобы когда сетевое напряжение находится в допустимых пределах стабилитроны VD2 и VD3 были закрыты, так как напряжение на них меньше их суммарного напряжения стабилизации. Но при повышении напряжения выше допустимого предела, эти стабилитроны открывались, так как напряжение на них в этом случае должно быть больше суммарного их напряжения стабилизации.

Таким образом, при нормальном напряжении в сети на выводе 12 D1 логический ноль, а при повышенном - единица. Стабилитрон VD8 защищает вход счетчика от повышения напряжения на нем выше напряжения питания счетчика (для данной микросхемы это фатально). Конденсатор С2 с резистором R4 образует ФНЧ, подавляющий помехи и короткие импульсы, например, от работы электроинструмента.

На счетчике D1 сделан таймер времени в одну минуту.

Это счетчик CD4060B, он уже широко известен радиолюбителям. Напомню что в нем двоичный счетчик и инверторы для построения схемы мультивибратора. Детали R6-R7-C3 как раз и работают в этом мультивибраторе. Диод VD4 установлен для автоматической блокировки мультивибратора, когда счетчик переходит в "8192". Этот диод подключен к входу первого инвертора мультивибратора.

После включения, при условии нормального сетевого напряжения, счетчик D1 сразу начинает работать, и через минуту оказывается в положении "8192". На его выводе 3 устанавливается единица. Ключ на транзисторах VT1 и VT2 открывается и подключается нагрузку к сети. Диод VD4 открывается и блокирует мультивибратор. Схема останавливается в таком состоянии.

Если напряжение в сети повышается выше допустимого, то на выводе 12 D1 возникает напряжения единицы. Счетчик обнуляется. На его выводе 3 - ноль, транзисторы VT1 и VT2 закрыты, нагрузка выключена. Пока напряжение неизменно выше допустимого на выводе 12 D1 единица, и D1 зафиксирован в нулевом состоянии.

После понижения напряжения до безопасной величины счетчик запускается и через минуту на его выводе 3 будет единица. Ключи VT1 и VT2 открываются и подключают нагрузку. Если в течение этой минуты опять был скачок напряжения, то счетчик сбрасывается, и отсчет минутной задержки начинается снова. Таким образом, нагрузка подключается только после того как напряжение в сети установилось в допустимых пределах и все переходные процессы, например, связанные с аварией на станции, завершились. Логическая схема питается от электросети через выпрямитель на VD7 и параметрический стабилизатор R6-VD1. Диоды VD6, VD7 совместно с резистором R8 исключают сбои счетчика из-за слишком большой емкости затворов ключевых транзисторов (зарядка этих емкостей создает импульс тока, перегружающий выход счетчика, из-за этого счетчик может обнулиться или установиться в произвольное состояние). При мощности нагрузки до 400W никаких радиаторов для VT1 и VT2 не требуется. Максимальная мощность нагрузки 1000W, но это уже с радиаторами.

Практически все собрано на печатной плате с односторонними дорожками. Стабилитроны КС551А можно заменить другими. Важно чтобы суммарное напряжение стабилизации этих стабилитронов было около 90...110 В. Например, вместо двух КС551А можно поставить три КС533А или один КС591А. Стабилитроны Д814Д можно заменить другими на 10...15 В, например, КС213Б, КС512А. или импортными. На месте VD1 желательно использовать стабилитрон Д814Д в металлическом корпусе или КС512А, так как на нем рассеивается значительная мощность.

На месте VD8 можно применить любой стабилитрон, но на такое же напряжение как и VD1. Диод КД105Б можно заменить на КД105, КД105Г КД127А, КД209, КД236, КД243Г, КД243Е КД243Ж КД247В, КД247Г, КД247Д, КД247Е, КД248, КД258В, КД258Г КД258Д, КД281Д, КД281Е, КД281Ж, КД281И, КД281К КД281Л, КД281М, 1N4004, 1N4005, 1N4006, 1N4007, 1N5404, 1N5405, 1 N5406, 1 N5407, 1N5408. Диоды КД521А можно заменить на КД521Б, КД522 КД503 КД510. 1N4148. Резисторы R1 и R6 должны быть мощностью не менее 0,5 Вт.

Подстроечный резистор R2 типа СПЗ-19.

Конденсаторы С1 и С2 должны быть на напряжение не ниже 12 В.Настраивают предохранитель на максимально допустимое напряжение резистором R2, подавая на него напряжение от ЛАТРа. Нужно к выводу 9 D1 подключить осциллограф или логический пробник, который может показать наличие импульсов. Диод VD4 временно отпаять. Сначала устанавливают нормальное напряжение и подстройкой R2 добиваются чтобы на выводе 9 D1 были импульсы. Затем, устанавливают напряжение на верхнем пределе, например, 250 В и подстройкой R2 добиваются такого положения, чтобы, импульсы исчезали на пороге напряжения 250 В, а если меньше - появлялись снова.

Затем, после того как отключите питание, припаяйте наместо VD4, подключите нагрузку (например, электролампочку) и проверьте работу схемы. Лампочка включится не сразу после подачи питания. После того как лампочка включилась, сначала установите нормальное напряжение (220 В), затем повышайте его. На пороговом значении (250 В) лампа должна погаснуть.

Автор: Савичев Д.А.

Смотрите другие статьи раздела Защита аппаратуры от аварийных режимов работы сети.

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 8-Гбит DDR4-чипы и 32-Гбайт DDR4-модули Samsung 23.10.2014 Компания Samsung Electronics объявила о начале массового производства DDR4-чипов емкостью 8 Гбит по технологии 20-нм. Новые микросхемы памяти позволяют создавать модули объемом 32 Гбайт, чье производство уже началось. В перспективе Samsung сможет создать серверные модули объемом 128 Гбайт. Новые 8-Гбит чипы DDR4-памяти Samsung сертифицированы на работу на частотах до 2400 МГц с напряжением питания в 1,2 В, что является наименьшим в индустрии. Хотя 8-Гбит чипы памяти и не будут работать на сверхвысоких частотах, как 4-Гбит варианты, они позволят создавать модули увеличенного объема, что важно для мощных серверов нового поколения на базе многоядерных процессоров Intel Xeon E5 v3 "Haswell-EP". Компания Samsung уже начала производство серверных RDIMM объемом 32 Гбайт на базе новых чипов памяти. Данные модули будут работать на частотах до 2400 МГц, что на 29 % быстрее DDR3 RDIMM-модулей для серверов аналогичного объема, которые работают на 1866 МГц. В перспективе компания Samsung планирует создавать многослойные чипы памяти, используя 8-Гбит микросхемы и соединения TSV (through silicon via). Чип, который будет включать в себя четыре 8-Гбит микросхемы, будет иметь объем в 32 Гбит, что позволит создать модули памяти объемом до 128 Гбайт. Компания Samsung - первая среди производителей оперативной памяти для ПК, кто будет производить чипы DDR4 объемом 8 Гбит по технологии 20-нм. Подобный подход позволит снизить размеры чипов и, как следствие, их себестоимость. Маловероятно, что 8-Гбит чипы станут сколь-нибудь популярными на рынке ПК в ближайшее время, однако серверы и некоторые рабочие станции будут использовать модули на их базе.

Другие интересные новости:

▪ Новая система беспроводной передачи файлов

▪ Новая технология утилизации отходов на Международной космической станции

▪ Графеновый электрогенератор на колебаниях температуры окружающей среды

▪ Бюджетные DC-DC преобразователи Mean Well SPA02 и SPB03

▪ КПК BrailleNote PK для слепых

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Дом, приусадебное хозяйство, хобби. Подборка статей

▪ статья В здоровом теле здоровый дух. Крылатое выражение

▪ статья Почему мы мигаем? Подробный ответ

▪ статья Работа на вкладочно-швейно-резальных автоматах. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Матовые лаки из целлулоида. Простые рецепты и советы

▪ статья Кто что взял? Секрет фокуса. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026