Защита трансформаторных устройств от перенапряжений. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

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

 Комментарии к статье

В настоящее время существует большое количество электронных устройств, требующих непрерывного питания от сети: устройства видеонаблюдения, контроля и сигнализации, электронные часы, многофункциональные телефонные аппараты, устройства беспроводной связи и др. Постоянное нахождение такого устройства во включенном состоянии повышает риск его поломки из-за бросков сетевого напряжения. Причем аппараты могут не только выйти из строя, но и стать причиной пожара.

Устройство, схема которого показана на рис.1, предназначено для защиты аппаратуры с трансформаторными блоками питания от сетевых перенапряжений.

Когда амплитуда сетевого напряжения повышается выше допустимой, силовой ключ на полевом транзисторе VT1 отключает первичную обмотку понижающего трансформатора Т1 от сетевого напряжения. Особенностью конструкции является то, что если защищаемый блок питания работает на слаботочную нагрузку, например, на электронные часы-будильник или телефонный аппарат, то они продолжат свою работу, поскольку трансформатор будет получать часть напряжения питания

Устройство состоит из двух узлов:

• контроля выходного напряжения трансформатора на элементах R2, R3, VD6, VD10, HL1, VU1;
• высоковольтного силового ключа на VT1, VS1, VD1...VD4, R1, R4...R6, С1...С4.

Элементы FU1 Т1, L1, L2, VD11, VD14, С9 относятся к защищаемому блоку питания.

Когда напряжение в сети не превышает норму, стабилитрон VD10 закрыт, и светодиод оптрона VU1 не светится. Поскольку при каждой полуволне выпрямленного сетевого напряжения на затвор полевого транзистора VT1 через резистор R4 поступает открывающее напряжение, он открыт, и на первичную обмотку сетевого трансформатора Т1 поступает полное напряжение питания, из которого вычитается прямое падение напряжения на диодах VD1...VD4. равное 1..2 В, и пороговое напряжение открывания полевого транзистора (3.6 В).

Если напряжение в сети увеличивается, то увеличивается и амплитуда напряжения на вторичной обмотке Т1, что приводит к открыванию стабилитрона VD10. При этом светится светодиод оптрона. и его фототранзистор открывается. Протекающим через него током открывается маломощный тиристор VS1. Он шунтирует затвор VT1. транзистор закрывается, и питание первичной обмотки Т1 отсекается. Эти процессы повторяются при каждой полуволне сетевого напряжения

При номинальном напряжении сети (220 В) амплитуда сетевого напряжения - около 310 В. Если устройство настроено на защиту от превышения напряжения свыше 250 В, то питание трансформатора ограничивается при достижении амплитудного значения около 352 В.

Питание защищаемого БП не прекращается полностью, как в большинстве защитных устройств, а снижается поступающая на трансформатор мощность. Форма напряжения на вторичной обмотке трансформатора искажается и. в зависимости от величины перенапряжения и тока нагрузки, имеет примерно такой вид. как показано на рис.2.

Дроссели L1 и L2 снижают уровень поступающих на трансформатор сетевых помех. Кроме того, при работе БП в режиме ограничения мощности эти дроссели несколько снижают уровень создаваемых защитным узлом проникающих в сеть помех, хотя при аварийной ситуации это не принципиально. Поскольку при модернизации БП напряжение на выходе его выпрямителя будет понижено примерно на 3%, основной выпрямитель БП - диоды VD11...VD14 - лучше заменить диодами Шоттки, что на 1.2 В увеличит напряжение на конденсаторе фильтра С9. Конденсаторы С5...С8 служат для устранения мультипликативного фона при радиоприеме, а также для предотвращения пробоя диодов Шоттки, особо чувствительных к превышению величины обратного напряжения. С помехами также борются конденсаторы С1...С4.

Резисторы R2 и R3 уменьшают ток через мостовой выпрямитель VD6...VD9 и ограничивают величину экстратока при пробое изоляции оптрона, например, во время грозы. Свечение светодиода HL1 при работе защиты почти но заметно. Он начинает ярко светиться при питании БП повышенным напряжением - в случае, если узел защиты не работает, например, пробит VT1Стабилитрон VD5 при нормальной работе устройства никакого влияния на работу VT1 не оказывает, но защищает ПТ, например, при прикосновении к выводу его затвора отверткой и в других нештатных ситуациях.

Детали. Дроссели L1 и L2 - малогабаритные, промышленные или самодельные, индуктивностью не менее 33 мкГн, рассчитанные на соответствующий ток. Резисторы - типа МЛТ С1-4 С1-14, С2-23. Конденсаторы С1...С4 - керамические, малогабаритные, на рабочее напряжение не менее 1500 В, С5 С8 - керамические с рабочим напряжением в 2.3 раза выше напряжения на вторичной обмотке Т1. Конденсатор С9 - обычный оксидный. Диоды 1N4006 можно заменить на 1N4005,1N4007.1N4937, КД243Д (Е...Ж), КД258Г или другие на соответствующий нагрузке ток и рабочее напряжение не менее 600 В. Диоды Шоттки SR360 допускают обратное напряжение до 60 В и средневыпрямленный ток до 3 А. Их можно заменить наMBRD360. MBR360. Если смириться с немного большим падением напряжения, то можно использовать и популярные диоды 1N5819. допускающие выпрямленный ток до 1 А.

Мощный n-канальный поповой транзистор. КП707В2 можно заменить на. КП707В1, КП707Е1. IRFPE30. SSP3N80. BUZ80, аналогичный. При роботе с мощными трансформаторами, ток в первичной обмотке которых превышает 0.2 А. транзистор надо установить на небольшой теплоотвод. При монтаже полевого транзистора не забывайте, что он чувствителен к повреждению статическим электричеством. Вместо тиристора КУ112А подойдет. КУ112АМ. Оптрон LTV817 можно заменить. РС817 или аналогичным. Стабилитрон КС518 заменяется 1N4746А. Тип используемого стабилитрона VD10 зависит от выходного напряжения на вторичной обмотке трансформатора при минимальном токе нагрузки и от того, на какое максимальное напряжение сети будет настроен защитный узел. Если выбор стабилитронов ограничен, то здесь можно использовать регулируемый стабилитрон TL431 в соответствующей схеме включения. Вместо стабилитрона КС515Г можно применить 1N4744A.

В качестве примера защитный узел работает с промышленным трансформатором. ТП20-1. По параметрам ему близок ТВК-110ЛМ. На месте Т1 может быть практически любой силовой трансформатор с выходным напряжением на одной из вторичных обмоток 5...40 В. При необходимости диоды VD11...VD14 и конденсатор С9 устанавливаются на большее рабочее напряжение. Поскольку в выпрямителях линейных БП нет смысла использовать диоды Шоттки с рабочим напряжением более 100 В мостовой выпрямитель можно сделать на диодах серии КД213. также с относительно небольшим падением напряжения. Цоколевка некоторых элементов показана на рис.3.

При работе защитного узла с блоками питания мощностью менее 10 Вт резистор R1 желательно установить меньшего сопротивления - 20...47 кОм.

Поскольку часть элементов конструкции находится под напряжением сети, соблюдайте правила безопасности.

Автор: А.Бутов, с. Курба Ярославской обл.

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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Мобильный телефон Ericsson K850i 12.07.2007 Sony Ericsson официально представила новый мобильный телефон K850i, позволяющий делать снимки с разрешением 5 мегапикселей, в том числе с применением встроенной вспышки и в режиме серийной съемки (BestPic). Как и предыдущие камерафоны Sony Ericsson, новинка использует ту же торговую марку Cybershot, что и цифровые фотокамеры Sony. Интуитивно понятный интерфейс обеспечит простоту и легкость работы, как при съемке, так и при просмотре полученного изображения.

Другие интересные новости:

▪ Гель для контрацепции мужчин

▪ Вечерний кофе сбивает биологические часы

▪ Гены и любовь к кофе

▪ В Китае испытан аналог Hyperloop

▪ Противомикробная сталь

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Палиндромы. Подборка статей

▪ статья Пьер-Симон Лаплас. Знаменитые афоризмы

▪ статья Что такое цунами? Подробный ответ

▪ статья Электромеханик связи при эксплуатации АСЦО. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Энергия из мусора. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Перевернутая карта. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025