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:

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 Ключом к поиску внеземной жизни является плесень 23.03.2018 Сотрудники американского аэрокосмического агентства NASA проводят анализ химического состава образцов лунного камня и метеоритов. В ходе исследования эксперты обнаружили особый вид плесени, который может стать ключом к поиску жизни вне Земли. Среди лабораторий NASA есть специальная под названием "чистая комната". Она служит для изучения образцов метеоритов, собранных в Антарктиде. Уровень стерильности крайне высок, однако временами ученые находят грязь в разных местах, что неизбежно даже в таких условиях. Это мешает проводить исследование образцов метеорита на наличие внеземных материалов, поскольку нельзя проводить дезинфекцию. Во время одной из проверок лаборатории "чистая комната" на наличие грязи, были обнаружены грибы, похожие на плесень. При создании определенных условий они способны продуцировать белки, которые редко встречаются на Земле, поэтому их часто причисляют к внеземным. Сотрудники NASA изучают данный вид плесени, поскольку считают, что она может стать ключом к поиску жизни за пределами Земли.

Другие интересные новости:

▪ У растений имеется аналог нервной системы

▪ Новая акация

▪ Новая технологическая платформа для чипов носимой электроники и Интернета вещей

▪ Коммутаторы DisplavPort с преобразователями уровня HDMI/DVI

▪ Дизайн-лаборатория Holodeck от Nvidia

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Опыты по химии. Подборка статей

▪ статья Отечественные герконовые реле. Справочник

▪ статья Отчего возникает гусиная кожа? Подробный ответ

▪ статья Штык. Советы туристу

▪ статья Цемент для фарфора и фаянса. Простые рецепты и советы

▪ статья Импульсный стабилизатор напряжения с повышенным КПД. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025