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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Клей для мозга 16.04.2021 В США разработан клей для мозга - репаративный гидрогель, имитирующий состав и механику мозга. Это вещество призвано помочь людям с инвалидностью после черепно-мозговой травмы. Гидрогель создан биотехнологической компанией Regenerative Biosciences Center в Университете Джорджии (США). Гель не только защищает от потери мозговой ткани после тяжелой травмы головы, но и способствует функциональному восстановлению нервной системы. "Клей" имитирует структуру и функцию сахарной сети, поддерживающей клетки мозга, а также содержит ключевые структуры, которые связываются с основным фактором роста фибробластов и нейротрофическим фактором мозга. Это защитные белковые факторы, которые могут повысить выживаемость и восстановление клеток мозга после тяжелой травмы. По данным американских Центров по контролю и профилактике заболеваний, около 5,3 млн человек в США живут с постоянной инвалидностью, связанной с черепно-мозговой травмой. Повреждение головного мозга после значительной ЧМТ обычно приводит к обширной потере тканей и длительной инвалидности. В настоящее время не существует клинических методов лечения, позволяющих предотвратить когнитивные нарушения или потерю тканей.

Другие интересные новости:

▪ Питание англичан ухудшается

▪ Ультрапортативный накопитель Samsung Portable SSD T1

▪ Wavecom CM52 - новый беспроводной процессор автомобильного диапазона

▪ Пропитка против огня

▪ Велосипедист в шлеме чаще рискует

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электропитание. Подборка статей

▪ статья Меры профилактики инфекций. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Кто хранит домашний очаг? Подробный ответ

▪ статья Требования к системе управления охраной труда

▪ статья Генератор для настройки ПЧ-тракта радиоприемника. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Пятнадцать спичек поднимаются одной. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026