Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Гражданская радиосвязь

 Комментарии к статье

Бывают случаи, когда трансиверы выходят из строя из-за не-правильного подключения к источнику питания или внезапного повышения напряжения. Защитить аппаратуру в этих случаях поможет предлагаемое устройство.

Статистика ремонтов приемопередающей аппаратуры показывает, что до 30 % отказов вызваны авариями по питанию. К числу типичных аварийных ситуаций относятся превышение питающего напряжения (перенапряжение) и несоблюдение его полярности (переполюсовка). Некоторые пользователи умудряются каким-то загадочно-непонятным способом сотворить еще и сочетание этих ситуаций. Следует особо подчеркнуть, что уязвимость радиостанции резко возрастает, если применяется нетиповой (в том числе самодельный) предохранитель и источник питания с неоправданно большим запасом по току.

В таких случаях внутренняя защита трансивера оказывается неэффективной и последствия аварий принимают весьма серьезный, а порой и катастрофический характер. Неизбежный массовый отказ дорогостоящих и дефицитных компонентов делает восстановление "убитого" трансивера нерентабельным. При авариях прежде всего повреждаются различные полупроводниковые приборы - диоды, транзисторы, интегральные микросхемы. У них могут измениться характеристики, произойти пробой или обрыв переходов, термомеханическое разрушение корпуса. Выходят из строя резисторы, моточные изделия, лампы подсветки. Может происходить вспучивание или взрыв оксидных конденсаторов, отслоение и выгорание печатных проводников, обугливание участков платы, деформация деталей из термопластов. Вся коллекция отказов взята из практики.

Аварийные ситуации возникают при следующих обстоятельствах: неумелые действия начинающего пользователя, случайная ошибка или небрежность подготовленного оператора, умышленное причинение вреда посторонним лицом, техническая неисправность системы электропитания. К сожалению, от подобных рисков не застрахован ни один владелец радиостанции. Поэтому возникла идея разработать устройство для надежной защиты трансивера при аварийных ситуациях.

Устройство блокирует подачу питания радиостанции при поступлении аномального напряжения в интервале от -50 до +50 В. Оно обладает и другими полезными свойствами, например, не создает падения напряжения в цепи питания трансивера, а также не требует обязательного применения плавкого предохранителя. Что касается быстродействия защиты, то оно не хуже 2 мс и зависит от характера аварийной ситуации.

Схема устройства защиты показана на рис. 1.

При поступлении на вход устройства напряжения положительной полярности с уровнем менее 10 В по цепи VD1R1K1VT1 протекает ток, однако его недостаточно для срабатывания реле К1. При входном напряжении 10... 15 В реле срабатывает и подает питание на трансивер.

Если в процессе работы напряжение превысит 15 В, то стабилитрон VD2 начнет проводить ток, который откроет тиристор VS1. Напряжение на аноде тиристора упадет, транзистор VT1 закроется и обмотка реле К1 обесточится. Поскольку она ничем не зашунтирована, то отпускание контактов реле произойдет за минимальное время (реально 0,5...2 мс). В результате трансивер будет отключен от источника повышенного напряжения. Стабилитрон VD3, применение которого не обязательно, срезает короткий выброс, возможный при очень большой скорости нарастания напряжения.

В случае, если аварийно высокое напряжение поступит на вход устройства скачком от нулевого уровня, то оно вообще не попадет на трансивер, так как электронная "защелка" VD2VS1VT1 среагирует на несколько порядков быстрее, чем успеет сработать реле К1. В случае переполюсовки напряжение отрицательной полярности также не поступит на трансивер, поскольку реле не сработает благодаря диоду VD1, который будет закрыт обратным напряжением.

После аварийного срабатывания защиты возвращение в исходное состояние осуществляется путем кратковременного снятия входного напряжения.

Было изготовлено два варианта конструктивного исполнения устройства. В первом - детали устройства смонтированы внутри корпуса реле К1, в качестве которого использовано реле КУЦ-1 (паспорт РА.362.900) от цветных телевизоров отечественного производства. Оно имеет сопротивление обмотки 560 Ом и срабатывает при напряжении около 5 В. Габаритные размеры устройства (45x45x15мм) позволяют разместить его внутри трансивера либо снаружи на крышке.

Очень удобен и другой вариант - в пластиковом цилиндрическом контейнере от фотопленки. Контейнер имеет диаметр 30 и длину 50 мм. Готовое изделие заливается эпоксидным компаундом и устанавливается в разрыв шнура питания трансивера (аналогично фильтру от импульсных помех). Здесь использовано более компактное реле РЭС47 (паспорт РФ4.500.409) с сопротивлением обмотки 175 Ом. При этом резистор R1 должен иметь сопротивление 110 Ом. Подойдут также любые другие реле, срабатывающие при напряжении 5...6 В и способные коммутировать ток не менее 3 А (например, реле серии TRC фирмы TTI).

Транзистор VT1 можно заменить токовыми ключами серий КР1014, КР1064 с индексами А, В или их аналогами ZVN2120, VN2410. Вместо диода VD1 подойдет любой другой с прямым током не менее 0,3 А и обратным напряжением не менее 400 В, например, КД209А. Стабилитрон VD2 можно заменить на Д814 или КС515А. Тиристор VS1 может быть с индексами Е-И, причем желательно использовать экземпляры, отобранные по максимальной чувствительности.

Налаживание устройства начинают с подбора резистора R1, добиваясь срабатывания реле при напряжении на входе 9,5...10 В. Затем, медленно и плавно повышая напряжение, убеждаются, что реле отпускает при 14,5...15 В. Если потребуется, то напряжение отсечки можно изменить подбором стабилитрона VD2.

Автор провел испытания Си-Би трансивера ALAN-78 PLUS, оснащенного предлагаемым устройством защиты. Процедура испытаний имитировала серию наиболее опасных аварийных ситуаций, а именно, комбинацию переполюсовки и перенапряжения. Кроме этого, намеренно вводился фактор усугубления аварии - вместо штатного плавкого предохранителя номиналом 2 А была установлена перемычка из толстого провода. В обычных условиях такой, можно сказать, "беспредел" гарантирует обширное и необратимое разрушение электронных элементов любого трансивера.

В ходе испытаний аппарат многократно подключался к источникам тока (блоки питания PS-30, Б5-48, Б5-71, трансформатор ОСМ-220/36 В), которые имели следующие параметры: -13,8 В (32 А);+16 В (10 А);-16 В (10 А); + 30 В (10 А); -30 В (10 А); -36 В (50 Гц, 5 А); +50 В (2 А); -50 В (2 А). Подача на трансивер каждого испытательного напряжения осуществлялась автоматически с помощью программного устройства, работающего по циклограмме, отображенной в таблице.

Расширенный режим испытаний позволил моделировать аварийные ситуации различной продолжительности и попутно проверить устойчивость защиты к переходным процессам. Если каждый факт подачи на трансивер аномального напряжения рассматривать как аварийную ситуацию, то нетрудно подсчитать, что их суммарное число составило 688. Тем не менее столь сокрушающее воздействие не причинило радиостанции никакого вреда. При контрольной подаче номинального напряжения (+13,2 В) аппарат включился и показал полную работоспособность. Такой результат испытаний свидетельствует о надежности устройства и позволяет отнести его к категории "защиты от дурака".

Если несколько усложнить устройство, оно может обеспечить дополнительно защиту по току потребления и от аварийного повышения ВЧ напряжения на коллекторе выходного транзистора передатчика. Такое повышение возможно при рассогласовании антенно-фидерного тракта или возбуждении выходного каскада.

Схема этого варианта изображена на рис. 2.

Защита по току (перегрузка и короткое замыкание) осуществляется с помощью геркона SF1 с расположенной на нем катушкой L1. При увеличении тока, потребляемого трансивером, выше установленного значения, электромагнитное поле катушки становится достаточным для замыкания магнитоуправляемого контакта.

Поскольку геркон включен параллельно стабилитрону VD2, то происходит аварийное отключение устройства аналогично ситуации с перенапряжением. Элементы VT2, С1, R4, VD4 формируют зону временной нечувствительности защиты к броску тока, возникающему в момент включения трансивера. Для радиостанции ALAN-78PLUS это время равно 22 мс и может корректироваться подбором конденсатора С1.

При работе с устройством (рис. 2) необходимо сначала включить трансивер, а затем тумблер SA1.

Настройка токовой защиты на уровень 2...3 А сводится к подбору числа витков катушки L1, состоящей из 4-8 витков провода ПЭЛ 0,5 (грубо) и перемещению ее по геркону (точно) с последующим фиксированием термоплавким клеем.

При рассогласованной нагрузке (например, обрыв в антенно-фидерном тракте) ВЧ напряжение на коллекторе выходного транзистора передатчика увеличивается, что чревато пробоем его переходов. Однако в этом случае стабилитрон VD5 начинает проводить ток, который открывает транзистор VT3. Положительное напряжение с коллектора транзистора поступает на управляющий электрод тиристора VS1. Затем устройство отключается аналогично другим аварийным ситуациям.

Резистор R7 подбирают таким образом, чтобы трансивер отключался при работе передатчика на эквивалент антенны 150 Ом, что соответствует КСВ-3.

Эмиттерный переход транзистора VT2 (см. рис. 2) необходимо зашунтировать резистором сопротивлением около 10 кОм.

Автор: А.Соколов, г.Москва

Смотрите другие статьи раздела Гражданская радиосвязь.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Flash 11: браузерные игры не уступят консольным 24.11.2011 Adobe завершает работу над очередной версией платформы Flash. Компания заявляет, что в ней реализованы новые инструменты, позволяющие разработчикам создавать браузерные игры "консольного качества" с аппаратной акселерацией 2D- и 3D-графики. Новый движок сможет анимировать миллионы объектов с частотой обновления 50 кадров/с. При этом качество текстур будет не хуже образцов, выпускаемых на PS3 и Xbox 360.

Другие интересные новости:

▪ Зарядный кабель Phoenix Contact 375 кВт

▪ Плащ-невидимка на фотонных кристаллах

▪ Ноутбуки TOSHIBA SATELLITE теперь умеют записывать DVD-R/RW

▪ Фулереновые мячики в энергетике

▪ Страсти вокруг видео-форматов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Начинающему радиолюбителю. Подборка статей

▪ статья Генри Миллер. Знаменитые афоризмы

▪ статья Что такое инвестиции и кто такие инвесторы? Подробный ответ

▪ статья Трубоклад. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Технический паспорт электродвигателя. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Чудо-столик. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025