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:

Токсичность интернета преувеличена 07.01.2026

Социальные сети нередко воспринимаются как арена постоянной агрессии, оскорблений и распространения фейковой информации. Новое исследование Стэнфордского университета показывает, что реальность значительно отличается от популярного представления: интернет гораздо менее токсичен, чем многие пользователи считают. Ученые опросили более тысячи американцев, попросив их оценить долю пользователей соцсетей, которые ведут себя агрессивно или распространяют ненависть. Оказалось, что впечатления людей сильно преувеличивают масштабы проблемы. Например, респонденты считали, что почти половина пользователей Reddit хотя бы раз оставляла оскорбительные комментарии, тогда как фактические данные платформы показывают, что таких людей не более 3%. Аналогичная ситуация наблюдается с дезинформацией. Опрос показал, что большинство участников считали почти половину аудитории Facebook распространителями фейковых новостей, однако статистика говорит об обратном: фактическая доля таких пользователей состав ...>>

Процессоры Ryzen AI 400 07.01.2026

Современные вычисления все больше ориентируются на интеграцию искусственного интеллекта и высокую производительность в компактных устройствах, таких как ноутбуки и мини-ПК. Новая линейка процессоров AMD Ryzen AI 400 демонстрирует, как разработчики объединяют мощные центральные ядра, графику и нейросетевые ускорители в одном чипе, чтобы удовлетворять растущие потребности пользователей в играх, контенте и ИИ-приложениях. AMD представила процессоры серии Gorgon Point, которые включают до 12 ядер Zen 5 и до 24 потоков вычислений. Чипы поддерживают интегрированную графику RDNA 3.5, обеспечивают максимальную тактовую частоту до 5,2 ГГц и имеют энергопотребление от 15 Вт до 54 Вт. Особое внимание уделено NPU, способному обрабатывать до 60 триллионов операций в секунду (TOPS), что делает эти процессоры эффективными для задач с искусственным интеллектом. Конструкция Ryzen AI 400 сочетает ядра Zen 5 и Zen 5c, обеспечивая высокую гибкость и производительность. Несмотря на то, что архитектур ...>>

Женщины лучше распознают признаки болезни по лицу 06.01.2026

Способность распознавать, что кто-то нездоров, часто проявляется интуитивно: бледная кожа, опущенные веки, уставшее выражение лица могут сигнализировать о недомогании. Новое исследование международной группы ученых показало, что женщины в среднем точнее мужчин улавливают такие тонкие невербальные признаки болезни, что может иметь эволюционные и социальные объяснения. В отличие от предыдущих работ, где использовались отредактированные фотографии или имитация больных лиц, ученые решили проверить, насколько люди способны распознавать естественные признаки недомогания. Такой подход позволил оценить реальную чувствительность к изменениям в лицах, возникающим при болезни. В исследовании приняли участие 280 студентов, поровну мужчин и женщин. Участникам предложили оценить 24 фотографии, на которых изображены люди как в здоровом состоянии, так и во время болезни. Это дало возможность сравнить восприятие естественных признаков недомогания в реальных лицах. Для анализа состояния каждого ...>>

Случайная новость из Архива Солнечная батарея на стекле 24.10.2006 Немецкие ученые собираются делать дешевые солнечные батареи, вырастив кремний на стекле. Ученые из Института выращивания кристаллов (ФРГ) во главе с доктором Торстеном Боеком совместно с компанией "BP Solar" приступили к трехлетнему проекту по выращиванию на стекле тонких пленок поликристаллического кремния с крупными зернами. Суть идеи такова. Сейчас подложки для солнечных батарей делают, разрезая монокристаллы кремния на пластины толщиной 0,45 мм. А фотон проникает в солнечную батарею на глубину всего 0,02 мм. Получается, что огромное количество сверхчистого кремния затрачивается впустую: тонкая монокристаллическая пленка справилась бы с работой по преобразованию света в электричество ничуть не хуже толстой пластинки. Соответственно, и цена была бы гораздо ниже. Увы, тонкие пленки кремния не растут в виде монокристаллов. Наоборот, они состоят из мелких зерен, что существенно снижает эффективность батареи. Для увеличения размера зерен кремния, выращиваемых на стеклянной (оксид того же кремния!) пластинке, немецкие ученые предложили двухстадийный процесс. Сначала они создают на поверхности стекла сетку из зародышей кремния с шагом 0, 05 мм. Затем превращают эти зародыши в полноценные зерна. В результате получается непрерывная поликристаллическая пленка чистого кремния толщиной 0,05 мм. Она-то и должна послужить основой для дешевых солнечных батарей.

Другие интересные новости:

▪ Роботы-пылесосы Samsung JetBot

▪ Магнитный ползун

▪ 64-мп фотосенсор OmniVision для камер смартфонов

▪ DVD-R диск высокой плотности

▪ Компактный стабилизатор для смартфонов DJI Osmo Mobile 3

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Искусство видео. Подборка статей

▪ статья Общая хирургия. Шпаргалка

▪ статья Кто придумал карандаш? Подробный ответ

▪ статья Пропаганда охраны труда

▪ статья Эмалирование литой железной и чугунной посуды. Простые рецепты и советы

▪ статья Нитка и бумажка. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026