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:

Самолет меняет вкус привычных продуктов 27.09.2026

Одна и та же еда может восприниматься совершенно по-разному на земле и на борту пассажирского самолета. На первый взгляд причина может показаться очевидной: качество продуктов или особенности приготовления. Однако специалисты утверждают, что значительную роль играют непосредственно условия полета. Шум двигателей, давление в герметичном салоне и даже звуковой фон способны изменять работу механизмов, отвечающих за восприятие вкуса и аромата пищи. Одним из наиболее интересных факторов оказался постоянный шум. Профессор Оксфордского университета Чарльз Спенс исследовал влияние громких звуков на вкусовые ощущения и обнаружил, что в шумной обстановке человек может слабее воспринимать сладость. Поэтому напиток или десерт, которые на земле кажутся достаточно насыщенными, во время полета способны восприниматься более пресными. При этом эффект не одинаков для всех вкусов. Особенно любопытно ведет себя умами - вкус, характерный, например, для помидоров, грибов и пармезана. В условиях полета ...>>

Новая нержавеющая сталь заменит титан в производстве водорода 27.09.2026

Производство водорода с помощью электролиза требует материалов, способных длительное время работать в агрессивной химической среде и при высоких электрических напряжениях. Даже нержавеющая сталь, которая обычно отличается высокой устойчивостью к коррозии, в таких условиях постепенно разрушается. Поэтому в наиболее ответственных элементах электролизеров приходится использовать гораздо более дорогие материалы, прежде всего титан. Исследователи из Университета Гонконга предложили новый сплав, который потенциально способен значительно сократить зависимость от титана. Материал получил название SS-H2, а его главное преимущество заключается в необычном механизме защиты поверхности. Обычная нержавеющая сталь сохраняет устойчивость благодаря тонкой пассивирующей пленке на основе оксида хрома. Этот слой изолирует металл от агрессивной среды и препятствует дальнейшему развитию коррозии. Однако при достаточно высоком электрическом напряжении защитная пленка может разрушаться, после чего традици ...>>

Кораллы, устойчивые к потеплению, хуже справляются с болезнями 26.09.2026

Коралловые рифы существуют в условиях постоянного взаимодействия множества факторов окружающей среды, поэтому способность переживать один вид стресса еще не гарантирует общей устойчивости организма. Особенно важной эта проблема становится на фоне потепления океана, которое уже приводит к массовому обесцвечиванию кораллов. Исследователи Бостонского университета обнаружили, что симбиоз с теплостойкими водорослями рода Durusdinium действительно помогает кораллам переносить кратковременное повышение температуры, но одновременно может повышать их уязвимость к бактериальным инфекциям. Жизнь кораллов во многом зависит от микроскопических водорослей, которые обитают внутри их тканей. Благодаря фотосинтезу эти симбионты обеспечивают организм-хозяин значительной частью питательных веществ. Однако при чрезмерном нагревании воды нормальное взаимодействие нарушается: водоросли могут покидать ткани коралла, из-за чего он теряет окраску и белеет. Массовое обесцвечивание сегодня считается одной из ...>>

Случайная новость из Архива Процессоры Intel Core M для гибридных мобильных компьютеров 24.07.2014 В III квартале 2014 г. компания Intel собирается выпустить 14-нанометровые процессоры Core M на микроархитектуре Broadwell, которые предназначены для использования в гибридных мобильных компьютерах, объединяющих черты планшетов и ноутбуков. Соответствующие модели будут показаны на мероприятии Intel Developer Forum, которое с 9 по 11 сентября пройдет в Сан-Франциско. В первую волну Core M войдет пять позиций, включая модели 5Y10, 5Y10a и 5Y70, которым предстоит заменить семь 22-нанометровых моделей на микроархитектуре Haswell, включая Core i7-4610Y, Core i5-4320Y и Core i3-4012Y. Сегмент начального уровня пока будут прикрывать модели на микроархитектуре Haswell, такие, как Pentium 3516Y и Celeron 2961Y. Серия Core M будет обновлена в первом квартале 2015 года, но продолжит сосуществовать с 22-нанометровыми процессорами Haswell до третьего квартала 2015 года. Серия U в четвертом квартале 2014 года получит три новых процессора Haswell, но в первом квартале 2015 года она будет переведена на микроархитектуру Broadwell. Во втором квартале 2015 года появятся процессоры Braswell начального уровня, принадлежащие сериям Pentium и Celeron N.

Другие интересные новости:

▪ Удобрение из отходов кисломолочных бактерий

▪ Роботизированные поезда лондонского метро

▪ Электричество из грибов

▪ Светящийся кабель для зарядки электромобилей

▪ V2V-технологии для безопасности на дорогах

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Эффектные фокусы и их разгадки. Подборка статей

▪ статья Символ веры. Крылатое выражение

▪ статья Почему премия Американской академии киноискусства получила название Оскар? Подробный ответ

▪ статья Машинист по обслуживанию аммиачно-холодильных установок. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Регулятор яркости освещения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Перехитрить инерцию. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026