Устройство защиты от превышения напряжения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Защита аппаратуры от аварийных режимов работы сети, блоки бесперебойного питания

 Комментарии к статье

Как защитить конструкцию от превышения допустимого напряжения, поступающего с нестабилизированного блока питания? Для этого можно изготовить защитное устройство, о котором рассказывается в статье.

Нередко причиной выхода из строя различной радиоаппаратуры становится возрастание напряжения питания свыше допустимых пределов. Особенно оно опасно, если в конструкции используются микросхемы, а питание нестабилизированное. Правда, применение нестабилизированных блоков питания имеет свои преимущества - простота, сравнительно большая допустимая мощность нагрузки, поскольку отсутствуют регулирующие элементы с большим выделением тепла, и т.п. Однако самый главный недостаток подобных блоков - значительная зависимость выходного напряжения от напряжения сети. Поэтому при увеличении сетевого напряжения будет возрастать и выходное напряжение блока, что может привести к аварийной ситуации.

Чтобы исключить подобное, предлагаю дополнить блок питания несложным устройством, которое будет постоянно контролировать напряжение на его выходе и в случае превышения напряжения сверх нормы отключит нагрузку от блока.

Схема такого устройства изображена на рис. 1. В его состав входят цифровая микросхема DD1, транзистор VT1, управляющий включением реле К1, и интегральный стабилизатор DA1. При включении блока питания, если на его выходе напряжение находится в пределах нормы, цепь задержки R3C2 удержит пороговый элемент DD1.1 (триггер Шмитта) в состоянии высокого уровня на выходе (вывод 3). И тем самым не даст сработать реле во время переходных процессов, поскольку на выходах остальных триггеров (DD1.2-DD1.4) будет низкий уровень, который не позволит открыться транзистору. Нагрузка будет питаться через нормально-замкнутые контакты К1.1, К1.2 реле.

(нажмите для увеличения)

Контролируемое напряжение с блока питания поступает через резистор R2 и подстроенный R1 на вход триггера DD1.1. Подстроенным резистором устанавливают порог переключения триггера. Пока напряжение на выводе 1 триггера ниже порогового, он будет находиться в состоянии высокого уровня на выходе. Если же напряжение с блока питания превысит установленное значение, триггер переключится в другое состояние, на его выходе появится низкий уровень, а на выходах остальных триггеров - высокий. В результате откроется ключ на транзисторе VT1, реле сработает и контактами К1.1, К1.2 разомкнет цепь питания нагрузки.

В таком состоянии устройство будет находиться даже в случае понижения напряжения до прежнего значения. Для возврата устройства в исходное состояние нужно отключить блок питания от сети на некоторое время.

Если при повторном включении превышения напряжения не будет, устройство будет в исходном состоянии. В противном случае оно вновь отключит нагрузку, но через время задержки, определяемое номиналами деталей цепочки R3C2 (в данном случае около 0,1 с).

Таким образом, устройство реагирует даже на кратковременные броски напряжения, также опасные для нагрузки. Длительность реакции определяется в большей степени емкостью конденсатора С1, но влияние оказывает и суммарное сопротивление резистора R2 и рабочей части подстроечного резистора.

Конденсатор С1 выполняет еще одну роль - исключает срабатывание устройства от импульсных помех. Эта же роль отведена и конденсатору C3. Светодиод НИ, который зажигается одновременно со срабатыванием реле, индицирует аварийную ситуацию. Интегральный стабилизатор DA1 необходим для питания устройства стабилизированным напряжением +12 В.

Кроме указанной на схеме, в устройстве можно применить микросхему КР1561ТЛ1 либо импортный аналог 4093. Транзистор - любой маломощный кремниевый с допустимым током коллектора не ниже тока через обмотку реле, например, КТ3102, КТ315 или более мощный КТ503 с любым буквенным индексом, а также импортный BFP729, ВС182В, ВC318, KSC853R. Диод -любой из серий КД243, КД503, КД521, КД522, 1N4001 - 1N4007. Светодиод-любой отечественный или импортный, желательно красного цвета свечения.

Тип интегрального стабилизатора DA1 зависит, как и тип транзистора, от рабочего тока через обмотку реле. Так, при токе около 45 мА можно установить КР1157ЕН12А, КР1157ЕН12Б, КР1168ЕН12, а при токе более 90 мА - более мощный, например, КР142ЕН8Б, КР142ЕН8Д, КР1162ЕН12А, КР1162ЕН12Б, 78М12.

Реле использовано импортное с рабочим напряжением 12 В и током около 45 мА. Но подойдет любое другое с таким же рабочим напряжением. Контакты реле должны выдерживать максимальный ток потребления конструкции, на которую нагружен блок питания.

Собрано устройство защиты на печатной плате (рис. 2) из односторонне фольгированного стеклотекстолита. Реле и светодиод расположены вне платы.

Налаживание устройства сводится к установке порога срабатывания подстроенным резистором при подаче на вход (правый по схеме вывод резистора R2) напряжения с регулируемого блока питания. Возможно, придется подобрать конденсатор С1 и резистор R3.

Это устройство в исходном варианте было разработано для защиты от превышения напряжения питания стереоусилителя на микросхеме TDA8560Q. Ее максимальное рабочее напряжение +18 В. С нестабилизированного блока питания на усилитель поступало напряжение в пределах 15...17 В (в зависимости от выходной мощности и напряжения сети в данный момент) Порог срабатывания защиты был установлен 18 В. При имитации аварийной ситуации, в виде повышения напряжения сети до 230...240 В с помощью ЛАТРа, происходило четкое срабатывание устройства защиты и отключение усилителя.

Автор: И.Потачин, г.Фокино Брянской обл.

Смотрите другие статьи раздела Защита аппаратуры от аварийных режимов работы сети, блоки бесперебойного питания.

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 Запрограммировано взаимодействие между квантовыми магнитами 06.12.2021 Команда немецких физиков из Центра квантовой динамики Гейдельбергского университета изменили взаимодействие между микроскопическими квантовыми магнитами - спинами. В исследовании магниты впервые сохраняли свою первоначальную ориентацию в течение длительного периода в изолированных квантовых системах. Ученые использовали газ из атомов, который был охлажден до температуры, близкой к абсолютному нулю. С помощью лазера атомы были раскалены и отделяли электроны на макроскопические расстояния от атомного ядра. Эти "атомные гиганты", известные как атомы Ридберга, взаимодействуют друг с другом на расстояниях почти в миллиметр. Исследование состояло в том, чтобы управлять динамикой квантовых магнитов, применяя методы из области ядерного магнитного резонанса. В своих экспериментах исследователи применили специально разработанные периодические микроволновые импульсы для изменения спинов атомов с целью контроля взаимодействия между ними. Микроволновые импульсы реагируют на ридберговские атомы в миллиардные доли секунды. Одновременно атомы сверхчувствительны к любым внешним воздействиям, какими бы микроскопическими они ни были. В своих экспериментах ученым удалось сохранить макроскопическую намагниченность. Силы между частицами, атомами, молекулами или даже макроскопическими объектами, такими как магниты, определяются взаимодействиями природы. Например, два близко расположенных стержневых магнита перестраиваются под действием магнитных сил. Эти исследования важны для лучшего понимания основных процессов в сложных квантовых системах.

Другие интересные новости:

▪ Следите за глазами выпившего

▪ Мозг превращает слова в картинки

▪ Противомикробная сталь

▪ Туннель затыкается огромной пробкой

▪ Танталовая инновация для усовершенствования термоядерных реакторов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электромонтажные работы. Подборка статей

▪ статья Добру и злу внимая равнодушно. Крылатое выражение

▪ статья Как дельфины решают проблемы дыхания атмосферным кислородом во время сна? Подробный ответ

▪ статья Наладчик автоматических линий. Должностная инструкция

▪ статья Ленточные антенны. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Переключение 12-вольтовых электромагнитных реле от источника напряжением вдвое меньше. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026