Устройство ограничения пускового тока электроприбора. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Защита аппаратуры от аварийных режимов работы сети

 Комментарии к статье

Схема ограничителя показана на рис. 1. Он представляет собой переработку ранее разработанного и описанного в [1] устройства. Применение более современной элементной базы и несколько иной подход к проблеме позволили увеличить мощность защищаемой нагрузки, значительно уменьшить энергетические потери, повысить надежность и уменьшить габариты прибора.

Рис. 1

При замыкании контактов выключателя SA1 конденсатор С2 быстро заряжается через резисторы R1, R2 и диоды VD1, VD2. Напряжение на этом конденсаторе ограничено стабилитроном VD3 до 15 В. Полевой транзистор VT1 открывается. Как только пропорциональное току нагрузки падение напряжения на резисторах R4 и R5 достигнет (с учетом сглаживающего действия конденсатора С4, цепи R6C3 и положения движка подстроечного резистора R7) значения, достаточного для открывания тринистора VS1, последний откроется. Это приведет к резкому уменьшению напряжения на затворе полевого транзистора VT1, он закроется, обесточив нагрузку.

Однако в конце текущего и начале следующего полупериода сетевого напряжения ток через тринистор прекратится и он закроется, предоставив конденсатору С2 зарядиться вновь, а транзистору VT1 - открыться. Далее процесс повторяется, однако в каждом следующем полупериоде сопротивление разогревающейся или разгоняющейся нагрузки становится больше, чем в предыдущем, и время, необходимое для достижения порога открывания тринистора, увеличивается. В конце концов, амплитуда импульсов напряжения на резисторах R4, R5 становится недостаточной для открывания тринистора, и он остается закрытым постоянно. Это установившийся режим работы ограничителя, при котором транзистор VT1 все время открыт, а нагрузка работает в номинальном режиме. Варистор RU1 защищает транзистор от повреждения импульсами высокого напряжения, источником которых могут быть как сеть питания, так и индуктивная нагрузка, например, обмотка трансформатора.

В отличие от некоторых других устройств [2] предлагаемое не может быть включено в разрыв одного из проводов питания нагрузки. Я не считаю это недостатком, поскольку вместо того, чтобы устанавливать защитное устройство рядом с выключателем, где доступ ко второму сетевому проводу затруднен, его легко можно смонтировать там, где присутствуют оба провода: в основании люстры, в корпусе светильника или другого защищаемого электроприбора.

Поскольку в ограничителе отсутствуют инерционные элементы (времязадающие конденсаторы, терморезисторы), оно готово к повторному плавному включению нагрузки сразу же после выключения. Другая особенность - работа полевого транзистора VT1 в ключевом режиме как во время пуска, так и в установившемся режиме работы нагрузки. Поэтому рассеиваемая этим транзистором мощность невелика, что значительно повышает надежность устройства.

При указанных на схеме номиналах резисторов R4, R5 ограничитель работает с лампами накаливания суммарной мощностью 25... 120 Вт в качестве нагрузки.

Рис. 2

Все детали смонтированы навесным способом на круглой плате диаметром 50 мм (рис. 2). Ее можно легко разместить в большинстве подвесных и настенных светильников. Полевой транзистор IRF840 можно заменить, например, BUZ40B, IRFP4S2, IRF450, TSD2M450V или другими n-канальными полевыми транзисторами с предельным напряжением сток-исток не менее 500 В и сопротивлением открытого канала не более 1 Ом. Между платой и расположенным параллельно ей корпусом транзистора необходим воздушный зазор 2...3 мм для циркуляции воздуха. Вместо тринистора КУ112А подойдет другой маломощный из серий КУ107, MCR100, а вместо диодов 1N4006 - любые на ток не менее 1 А и напряжение более 400 В, например, КД243Ж, КД247Г, КД258В. Стабилитрон может быть не только 1N4744A, но и КС215Ж, КС515Г, TZMC-15, BZX/BZV55C15 или другой на 15 В.

В качестве С1 автор использовал малогабаритный импортный конденсатор на напряжение 250 В переменного тока. Оксидный конденсатор С4 - малогабаритный для поверхностного монтажа, но допустимо установить здесь и оксидный конденсатор обычной конструкции. Остальные - малогабаритные пленочные или керамические с малым ТКЕ. Подстроечный резистор R7 - импортный закрытой конструкции. Часто используемые радиолюбителями подстроечные резисторы СПЗ-38 непригодны, их надежность слишком низка. Варистор TNR10G561 можно заменить другим с классификационным напряжением 560 В -FNR-10K561, FNR-14K561.

Если работать с нагрузками мощностью менее 75 Вт не предполагается, номиналы резисторов R4 и R5 желательно уменьшить до 1 Ом. Можно установить вместо двух резисторов один вдвое большей мощности. Резисторы еще меньшего номинала и большей мощности придется установить для работы с нагрузкой мощностью более 120 Вт. В этом случае необходима замена более мощными также диодов VD4- VD7 и полевого транзистора VT1. Несколько однотипных полевых транзисторов допускается соединить параллельно, обязательно установив их на общем теплоотводе. Для работы с мощной нагрузкой монтаж устройства следует сделать менее плотным, а плату поместить в корпус с хорошей вентиляцией.

Налаживать ограничитель следует именно с тем электроприбором, для защиты которого его предполагается в дальнейшем использовать, и при номинальном или слегка повышенном напряжении в сети. Если нагрузка - лампа накаливания, она должна быть новой, не подвергавшейся длительной эксплуатации.

Перед первым включением движок подстроечного резистора R7 устанавливают в правое по схеме положение. После включения питания движок очень медленно перемещают, пока лампа не начнет разгораться. При правильной регулировке лампа достигает полной яркости через 2...3 с после включения. Причем более половины этого времени ее свечения видно не будет. Следует заметить, что чем мощнее лампа, тем дольше и плавнее она зажигается.

Если ограничитель настроить на работу с лампой мощностью, например, 100 Вт, а затем подключить параллельно ей еще одну мощностью всего 15 Вт, то при включении обе лампы не зажгутся. Эту особенность можно использовать для предотвращения повреждения светильника при случайной установке в него лампы мощностью больше допустимой. Например, многие настольные светильники рассчитаны лишь на лампы накаливания мощностью не более 60 Вт. Такие же по размеру лампы мощностью 100...150 Вт при установке в подобный светильник перегревают его пластмассовые детали вплоть до плавления и деформации.

Литература

1. Бутов А. Устройство защиты маломощных ламп накаливания. - Радио, 2004, № 2, с. 44, 45.
2. Нечаев И. Автомат плавного включения ламп накаливания. - Радио, 2005, № 1, с. 41.

Автор: А. Бутов, с. Курба Ярославской обл.; Публикация: radioradar.net

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:

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 Фотосинтез для производства энергии 04.09.2018 Биологи нашли новый способ использовать солнечную энергию в благих целях. Изменив механизм фотосинтеза в растениях, они научились расщеплять воду на водород и кислород, высвобождая при этом энергию. Фотосинтез - сам по себе процесс "переработки" солнечного света в энергию, который используют растения. Кислород - его побочный продукт, образующийся в результате разложения поглощенной растением воды. Пожалуй, фотосинтез - важнейшая реакция для всего живого на Земле, так как продуцирует почти весь кислород в атмосфере планеты. Водород же, который также образуется при расщеплении воды в ходе фотосинтеза, в потенциале может быть экологичным и неисчерпаемым источником энергии. Группа исследователей во главе с академиками из Колледжа Святого Иоанна при Кембриджском университете использовала солнечный свет, чтобы расщепить воду на водород и кислород во время процесса искусственного фотосинтеза, который ученые подкорректировали при помощи биологических компонентов и новых технологий. При таком методе растения поглощают больше солнечного света, чем обычно. "Естественный фотосинтез неэффективен, так как он развивался исключительно ради выживания растений, поэтому он обеспечивает минимальную необходимую энергию - лишь 1-2% от того, сколько в потенциале может выдать", - прокомментировала одна из авторов работы Катаржина Сокол. Искусственный фотосинтез существует уже много десятилетий, но его еще ни разу успешно не применили для создания возобновляемой энергии, так как он основан на действии дорогих и токсичных катализаторов. По этой же причине никто не пытался задействовать его на промышленном уровне.

Другие интересные новости:

▪ Погрузчик John Deere 326 P-Tier

▪ Пластик, разлагающийся в морской воде

▪ Защищенный ноутбук Gigabyte U4

▪ Мониторы ViewSonic серии VX52

▪ Биохимия для автомобильного топлива

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Бытовая электроника. Подборка статей

▪ статья Незлым, тихим словом вспомнить (помянуть). Крылатое выражение

▪ статья Как выбирают названия для спутников планет Солнечной системы? Подробный ответ

▪ статья Машинист котельной, кочегар, обслуживающий котлы с давлением выше 0,07 МПа. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья УКВ антенна. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Вариант макетной платы. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026