В "Радио" № 6 за 1997 г. на с. 44 было описано устройство защиты радиоаппаратуры от превышения сетевого напряжения. От других автоматов аналогичного назначения оно отличается, прежде всего, быстродействием.

Однако ограничиваться защитой аппаратуры лишь от превышения сетевого напряжения, на мой взгляд, недостаточно. Ведь многие электро- и радиоприборы могут выйти из строя и при пониженном напряжении в сети. В связи с этим описанное устройство можно доработать так, чтобы нагрузка отключалась и при уменьшении напряжения ниже определенного уровня. Как это сделать, видно из схемы, приведенной на рис. 1. Причем в результате доработки число используемых микросхем остается прежним.

(нажмите для увеличения)

На элементах DD1.3 и DD1.4 выполнен дополнительный компаратор, который срабатывает (подключает нагрузку) только при превышении амплитуды сетевого напряжения заранее установленного нижнего порогового значения. Импульсы с выхода компаратора поступают на вход формирователя на элементах DDI.5 и DD1.6, который обладает свойством перезапуска. Если длительность формируемых им импульсов сделать больше, чем период запускающих импульсов, то на выходе элемента DD1.6 установится высокий уровень.

Таким образом, когда амплитуда сетевого напряжения превышает пороговое значение, на входе D триггера DD3.1 устанавливается лог. 1 и устройство работает, как описано в исходной статье. Если же амплитуда сетевого напряжения будет ниже установленного уровня, импульсов на выходе компаратора DD1.3, DD1.4 не будет. На входе D триггера DD3.1 установится низкий уровень, а на выходах триггеров DD3.1 и DD3.2 появится лог. 0, что и приведет к отключению нагрузки.

Длительность импульса формирователя DD1.5, DD1.6 определяется номиналами элементов R24 и С4. Поэтому их выбирают такими, чтобы длительность была больше двух полупериодов сетевого напряжения. Это необходимо для стабильной работы устройства при напряжении в сети, близком к нижнему установленному уровню, если разные полуволны напряжения имеют различную амплитуду.

Для устойчивой работы устройства вблизи нижнего значения напряжения отключения в компаратор введен транзистор VT1,который обеспечивает гистерезис при переключении аналогично тому, как это сделано в исходной конструкции для стабильности срабатывания вблизи верхнего значения напряжения отключения. Отличие заключается в том, что база транзистора VT1 должна быть подключена к инверсному выходу триггера DD3.2.

Следует заметить, что пониженное напряжение, как правило, наблюдается в "слабых" сетях, в которых подключение нагрузки заметно уменьшает напряжение, поэтому вблизи нижнего уровня сетевого напряжения необходим больший гистерезис переключения, чем вблизи верхнего. Нижний уровень отключения нагрузки устанавливают подстроечным резистором R6. а гистерезис - подборкой резистора R5.

Остальные изменения не носят принципиального характера и вызваны желанием автора уменьшить габариты устройства и использовать в нем имеющиеся в наличии детали.

Элементы R15, С5 предназначены для создания временной задержки, обеспечивающей окончание всех переходных процессов до момента включения симистора VS1. Иначе было бы необходимо подключать к сети сначала устройство защиты, а потом к нему защищаемую нагрузку или держать устройство постоянно включенным в сеть.

Для управления симистором использованы оптроны U1 и U2. Чтобы уменьшить потребление тока светодиодами оптронов, через них пропускают короткие импульсы, которые получают после дифференцирования цепью C6R26 сигнала с генератора звуковой частоты, выполненного на элементах DD2.3. DD2.4.

Если габариты устройства позволяют использовать источник питания большей мощности, то оптроны можно включать постоянным током. Необходимые для этого изменения в схеме показаны на рис. 2.

В этом случае прибор не будет создавать радиопомех, которые могут возникать при работе симистора, управляемого импульсами звуковой частоты.

Переключатели SA1, SA2 позволяют выбрать режим работы устройства, например, отключить его срабатывание при уменьшении или увеличении напряжения в сети.

Детали описанного устройства смонтированы на печатной плате из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита (кроме переключателей SA1 и SA2).

Печатная плата размещена в пластмассовом корпусе обычного сетевого удлинителя на пять розеток. Для этого удалены две розетки, а образовавшееся пространство закрыто пластмассовой крышкой, на которой размещены переключатели SA1 и SA2. Поскольку устройство защиты не имеет гальванической развязки от сети, выступающие части этих переключателей должны быть пластмассовыми.

Испытания прибора с лампой накаливания мощностью 200 В г показали ее четкое (без миганий) включение и выключение при отклонении напряжения выше или ниже установленных порогов.

Все цепи устройства гальванически связаны с сетью, поэтому при налаживании следует соблюдать осторожность во избежание поражения электрическим током.

Автор: А.Луньков