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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Неэкономую бытовую технику - под запрет 02.09.2014 Евросоюз продолжает реализовывать планы в области энергосбережения. С начала 2015 г. в ЕС могут запретить производство и реализацию мобильных устройств и гаджетов, потребляющих слишком много электроэнергии при зарядке батарей. В "черный список" могут попасть, кроме того, электрочайники, фены, газонокосилки и другие бытовые устройства, если они не будут отвечать определенным требованиям. Чиновники полагают, что мощность фенов, например, можно уменьшить на 30% без ухудшения качества их работы. В этом случае производителям бытовой техники и электроники придется внести конструктивные изменения в свои продукты, чтобы они отвечали новым требованиям. На данный момент на европейском рынке представлены бытовые приборы мощностью до 2300 Вт. Европейские власти предлагают заняться уменьшением энергопотребления, по сути, всей бытовой электроники. С 1 сентября этого года на территории ЕС уже запрещена реализация пылесосов мощностью более 1600 Вт.

Другие интересные новости:

▪ Sony отказывается от CD- и DVD-приводов

▪ Силикон вместо меди

▪ Внедренные гены вырвались на свободу

▪ DC-DC модуль Texas Instruments TPSM84209

▪ Сигареты и алкоголь приводят к слабоумию

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Индикаторы, датчики, детекторы. Подборка статей

▪ статья Международный опыт организации экстренной медицинской помощи населению в чрезвычайных ситуациях. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья На каком дереве растут самые большие в мире фрукты? Подробный ответ

▪ статья Подборщик деталей и изделий на поток (запускальщик). Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Передатчик в УКВ диапазоне. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Исчезающая кукла. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026