Автоматическая защита сетевой радиоаппаратуры

Автоматическая защита сетевой радиоаппаратуры

Защита бытовой радиоаппаратуры от «скачков» и резких отклонений сетевого напряжения от нормы для многих районов нашей страны остается проблемой с непредсказуемыми последствиями. Автор статьи анализирует ситуацию и делится личным опытом практического решения этой проблемы.

Предлагаемое устройство защищает радиоаппаратуру быстрым отключением от питающей сети при изменении ее напряжения более допустимых пределов. Оно актуально, прежде всего, вблизи воздушных линий электропередачи, где вероятность замыканий проводов, например, при сильных порывах ветра, велика. Особенно опасно замыкание одного из фазных проводов на «нулевой». При этом напряжение в сети повышается до 380 В. Обычно в таких случаях происходит разрыв оксидных конденсаторов блока питания и вытекание электролита, что пагубно сказывается на работе того или иного радиоаппарата.

Снижение же напряжения сети до 160 В также опасно, в частности для импульсных блоков питания. В таких случаях они работают при длительных токовых нагрузках через силовой транзистор, что может стать причиной выхода его из строя из-за перегрева.

Решать описанные проблемы мне помогает полуавтомат, схема которого приведена на рис. 1. От подобного устройства, описанного в статье И. Нечаева «Автомат защиты сетевой аппаратуры от «скачков» напряжения» («Радио», 1996, № 10, с. 48,49), он отличается в основном лишь тем, что при «скачках» напряжения отключает нагрузку от сети, и повторное его включение возможно только после нажатия на пусковую кнопку SB1. В ранее же описанном автомате при «гуляний» напряжения сети нагрузка питается прерывисто — а это очень не благоприятный режим работы для любой радиоаппаратуры, в особенности ПЭВМ и телевизоров.

Основой предлагаемого полуавтомата служит мощное электромагнитное реле К1. Для питания его обмотки постоянным током применен выпрямительный MOCTVD1-VD4, подключенный к сети через гасящие конденсаторы С1 и С2. Включают устройство кратковременным нажатием на кнопку SB1. При этом реле К1 срабатывает и его замыкающиеся контакты К 1.1 блокируют контакты пусковой кнопки. Конденсатор С1 обеспечивает необходимый пусковой ток реле при включении. В рабочем режиме реле удерживается током, текущим через конденсатор С2, до напряжения сети не ниже 160 В. При налаживании устройства емкость конденсатора С2 (а иногда и конденсатора С1) приходится подбирать для каждого типа реле индивидуально.

При повышении напряжения сети до 240 В открываются стабилитроны VD7 и VD8. Одновременно срабатывает оп-трон U1 и открывается тринистор VS1 .блокирует цепь питания обмотки реле К1. В результате реле отпускает и его размыкающиеся контакты К1.1 отключают нагрузку устройства от питающей сети переменного тока.

Конденсатор СЗ, шунтирующий резистор R3 в цепи управления тринистором VS1, предотвращает срабатывание защиты от импульсных помех. Резисторы R1, R2 ограничивают броски тока через контакты пусковой кнопки SB1, одновременно являясь «предохранителями» в случае пробоя конденсатора С1 или С2.

Диод VD5 улучшает быстродействие устройства, которое определяется в основном типом примененного реле и составляет доли секунды. Время отпускания реле РЭНЗЗ, использованного в описываемом устройстве, не превышает 4 мс, чего вполне достаточно для надежного срабатывания защиты. Резистор R5 ограничивает ток, текущий через светодиод оптрона U1. Подбором его (в пределах 8. 25 кОм) можно регулировать в небольших значениях (5. 10 В) порог срабатывания защиты по превышению входного напряжения.

Конструктивно полуавтомат выполнен в виде переносного удлинителя. На его лицевой стенке-крышке установлены сетевая розетка Х2, кнопочный выключатель SB1 (КМ2-1 или П2Кбез фиксации) и индикатор VL1. Электромагнитное реле (РЭНЗЗ), тринистор VS1 и все другие детали смонтированы на печатной плате из одностороннего фольги-рованного материала, которая размещена в пластмассовом корпусе.

Реле К1 может быть любого типа, на рабочее напряжение 12. 60 В, а его контакты рассчитаны на ток не менее 2. 3 А при напряжении сети 220 В. При этом соответственно должно быть и номинальное напряжение конденсатора С4.

Конденсаторы С1 и С2 — К73, МБМ, МБГО на номинальное напряжение не менее 350 В (С2 лучше на 400 В). Стабилитроны VD7 и VD8 заменимы на аналогичные, суммарное напряжение стабилизации которых может быть от 310 до 340 В при токе 10. 12 мА. При меньшем суммарном напряжении стабилизации этих приборов (250. 300 В) резистор R5 должен быть сопротивлением 30. 47 кОм и большей рассеиваемой мощности. В этом случае появится возможность увеличения нестабильности порога срабатывания защиты.

Диодный оптрон АОД101А (U1) допустимо заменить транзисторным серии АОТ110 или АОТ127, соединив резистор R4 с эмиттером фототранзистора, анод тринистора VS1 — с выводом его коллектора, а между базой и эмиттером установить резистор сопротивлением 1 МОм. При этом и тринистор может быть с большим током управления, например, серии КУ201 или КУ202.

Налаживание устройства сводится в основном к подбору конденсаторов С2 и С1. Подбирая первый из них, добиваются отключения устройства при снижении напряжения сети до 160. 170 В, а второй — надежного включения пусковой кнопкой SB1. Не исключен и подбор резистора R5 — для обеспечения надежного срабатывания системы защиты при напряжении сети, превышающим 240. 250 В. При этом не следует забывать о мерах электробезопасности — ведь все элементы устройства гальванически связаны с электросетью повышенной опасности.

В заключение несколько практических советов, связанных с возможными изменениями в самом устройстве защиты. Если возникнут трудности с подбором высоковольтных стабилитронов VD7 и VD8, то возможно применение одного стабилитрона КС533А с дополнительным транзистором КТ940А, как показано на рис. 2,а. Переменным резистором R8 устанавливают напряжение порога срабатывания системы защиты.

Однако ее надежность при этом несколько снизится, так как транзистор VT1 может «уходить на обрыв» и устройство не отключит нагрузку в случае превышения входного переменного напряжения. Стабилитроны же, как правило, выходят из строя на «замыкание», и это приводит лишь к отключению нагрузки.

Устройство удастся упростить, если заменить тринистор VS1 и оптрон U1 оп-тотиристором соответствующей мощности — с выходным импульсным током не менее 1 А, например, серии АОУ160. Полуавтомат с таким оптроном должен надежно блокировать по питанию обмотку реле К1 быстрой разрядкой конденсатора С4. Наиболее распространенный оптрон серии АОУ103 выдерживает импульсный ток значением до 0,5 А, которого может оказаться недостаточно для надежной работы устройства.

Вообще же оптрон можно заменить маломощным импульсным трансформатором. Подойдет, например, согласующий трансформатор усилителя 34 переносного транзисторного радиоприемника или аналогичный, обмотки которого содержат по 150. 300 витков провода ПЭВ-2 0,15. 0,3. Обмотку с меньшим числом витков подключают к цепи управления тринистором VS1 (рис. 3,6), а обмотку с большим числом витков — вместо излучающего диода оптрона U1. Резисторы R3 и R4 в этом случае из устройства удаляют.

Длительная эксплуатация нескольких полуавтоматов, в том числе с внесенными изменениями, показала их надежную работу.

Для надежной работы устройства в качестве SB 1 следует установить кнопку, рассчитанную на полный пусковой ток защищаемого устройства. В цепь анода тиристора VS1 желательно установить ограничительный резистор сопротивлением порядка 10 Ом, он предохранит тиристор от возможного пробоя разрядным током конденсатора С4.

А. ЗЕЛЕНИН, г. Карталы Челябинской обл.

Автоматическая защита сетевой радиоаппаратуры

Устройство предназначено для предотвращения перегрузки и неисправностей в радиоаппаратуре из-за отклонения сетевого йапряжения питания за допуск. Оно будет особенно полезно на даче или в деревне, где нередки значительные колебания напряжения в сети. Часто используемые при нестабильной сети ферромагнитные стабилизаторы имеют узкий диапазон стабилизации и при значительных колебаниях напряжения (в сторону увеличения) просто выходят из строя. Для некоторой радиоаппаратуры опасно не только повышенное, но и пониженное напряжение сети.

Контролировать сеть измерительным прибором, каждый раз перед включением радиоприборов, неудобно да и неэффективно, так как отклонение может произойти в процессе работы. Но эту задачу может взять на себя автоматическое контрольное устройство, через которое и питается аппаратура.

При первоначальном включении устройства (кнопкой SB1) оно в течение одной секунды проверяет уровень сетевого напряжения на нахождение его в допуске 170. 260 В, а также на наличие помех. В случае отклонения напряжения за допуск схема не позволит включить радиоаппаратуру.

В процессе работы защитного устройства схема производит непрерывный контроль за состоянием сети, и при выходе напряжения за допуск 190. 245 В начинает работать звуковая сигнализация, предупреждая, что лучше выключить радиоаппаратуру. При этом по свечению светодиодного индикатора можно определить вид отклонения напряжения в «+» (увеличение) или «—» (снижение). В случае опасного несоответствия сетевого напряжения (при выходе за допуск 170. 260 В) радиоаппаратура, подключенная к гнездам Х1, Х2, отключится автоматически.

Электрическая схема устройства приведена на рис. 1.34 и 1.35 и состоит из четырехуровневого компаратора на элементах микросхемы D2, звукового генератора на элементах D3.1. D3.3, узла коммутации на транзисторе и реле К1, а также блока питания со стабилизатором напряжения на микросхеме D1.

Читайте также  Инновационный усилитель tda7802 с идеальными звуковыми характеристиками от stmicroelectronics

Порог срабатывания компараторов устанавливается при настройке резисторами, отмеченными на схеме звездочкой «*». Их значения указаны на схеме ориентировочно. Настройка устройства производится при помощи ЛАТРА, изменяя напряжение питания на штекере ХР1. При этом резистором R15 устанавливаем превышение порога 245 В (на выходе D2/8 появится лог. «1»), а резистором R14 — снижение напряжения ниже 170 В (на выходе D2/8 лог. «0»). Для настройки удобно использовать многогабаритные регулировочные резисторы.

Настройку схемы лучше начинать с проверки работоспособности узла, показанного на рис. 1.34. При нажатии на кнопку ВКЛ (SB1), реле К1 срабатывает с задержкой примерно в 1 секунду и контактами К1.2 блокирует кнопку. Время задержки включения реле зависит от номинала емкости С2 и резистора R7. Выключение реле К1 может производиться кнопкой ОТКЛ (SB2) или же от схемы автоматики, когда на выходе микросхемы D3/11 появится импульс или лог. «1» (при выходе напряжения за допуск).

На рис. 1.36 приведена топология печатной платы для участка схемы (А1), выделенного пунктиром. Остальная часть схемы выполнена на универсальной макетной плате объемным монтажом.

В схеме применены конденсаторы С1. С4 типа К52-16 на 63 В; С5, С6 — К10-17. Резисторы и диоды подойдут любые аналогичные. Трансформатор Т1 лучше использовать из унифицированной серии ТПП. Он должен обеспечивать во вторичной обмотке напряжение 22. 24 В и ток не менее 60 мА.

Реле К1 применено типа РЭС48 (паспорт 4.590.201), но подойдут и многие другие, с рабочим напряжением 24 В.

Устройство автоматической защиты можно упростить, если отказаться от,звуковой и световой сигнализации отклонения напряжения. В этом случае схему контроля уровня напряжения на рис. 1.35 заменяем приведенной на рис. 1.37 . Она состоит из транзисторов, работающих в режиме микротоков. В нормальном состоянии подстроечными резисторами R12 и R15 устанавливаем на коллекторах VT2 и VT3 лог. «0» и лог. «1» соответственно. В этом случае транзисторы VT4 и VT5 заперты и на резисторе R19 нет напряжения (при его появлении сработает VS1).

Меняя сетевое напряжение с помощью ЛАТРА, резистором R12 устанавливаем порог срабатывания схемы при напряжении ниже 170 В, а резистором R15 — при превышении 260 В.

При использовании второго варианта схемы упрощается и блок А1. В этом случае стабилизатор D1 не нужен, а если у трансформатора Т1 имеется свободная обмотка на напряжение 6. 12 В, то она может быть подключена к цепям 5 и 6 (вместо резисторов R1. R3 установить перемычки, R4 и R10 исключить из схемы).

Автоматический выключатель бытовой радиоаппаратуры-2

Интерес у радиолюбителей к автоматическим выключателям бытовой радиоаппаратуры не ослабевает. Обусловлено это тем, что большая ее часть управляется дистанционно с помощью ИК-пультов, смартфонов и т, д., и при выключении она не отключается от сети полностью, а переходит в так называемый дежурный режим.

Потребляемый от сети ток в этом случае существенно уменьшается, но не становится равным нулю. Причём зачастую радиоаппаратура находится в дежурном режиме большую часть суток. Чтобы исключить этот недостаток и обезопасить радиоаппаратуру в это время от аварийных режимов в сети, применяют подобные выключатели.
Принцип работы предлагаемого устройства основан на том, что ток, потребляемый нагрузкой в рабочем и дежурном режимах, отличается в несколько раз. Но для отключения аппаратуры применены не транзисторы или тиристоры, как в [ 1,2], а реле, поскольку оно обеспечивает более надёжное отключение от сети.

Схема устройства показана на сайте радиочипи. На конденсаторе С2 и диодах VD2, VD5 собран узел питания с балластным конденсатором. Напряжение стабилизируют два последовательно включённых стабилитрона VD3 и VD4, а пульсации сглаживает конденсатор С3. Резистор R3 ограничивает бросок тока через конденсатор С2 при включении, а резистор R5 обеспечивает его разрядку после отключения питания. Чтобы потребляемый устройством ток сделать меньше, применено реле с номинальным напряжением 24 В.

С учетом того что последовательно с ним включён светодиод HL1, выходное напряжение узла питания должно находиться в пределах 25…27 В. Контролируют потребляемый нагрузкой ток с помощью трансформатора тока Т1. В исходном состоянии напряжение сети ни на нагрузку, ни на узел питания устройства не поступает. Для запуска устройства необходимо кратковременно нажать на кнопку SB1. При этом через контакты SB 1.2 напряжение сети поступит на нагрузку и узел питания устройства. Резистор R6 ограничивает бросок тока в этот момент.

Через контакты SB 1.1 конденсатор С1 быстро зарядится до выходного напряжения узла питания. Транзистор VT2 откроется, на реле К1 поступит питающее напряжение и станет светить светодиод HL1, сигнализируя о включении устройства. После отпускания кнопки начнётся разрядка конденсатора С1 через резистор R4. При указанных на схеме номиналах элементов для этого потребуется 10… 15 с. Если нагрузка включена в дежурном режиме, то напряжение на выходе трансформатора тока Т1 окажется недостаточным для открывания транзистора VT1 и конденсатор С1 продолжит разряжаться.

По истечении указанного выше времени транзистор VT2 закроется, реле будет обесточено и устройство вместе с нагрузкой отключится от сети. Если до выключения устройства нагрузку перевести в рабочий режим, потребляемый ею ток увеличится и напряжения на
выходе трансформатора Т1 станет достаточно для открывания транзистора VT1. Поэтому конденсатор С1 будет поддерживаться в заряженном состоянии током, протекающим через транзистор VT1 и токоограничивающий резистор R2. В результате устройство останется в этом состоянии и нагрузка будет подключена к сети.

Порог выключения устанавливают резистором R1. Диод VD1 защищает эмиттерный переход транзистора VT1 от обратного напряжения. Когда радиоаппаратура будет переведена в дежурный режим, потребляемый ею ток существенно уменьшится и напряжения на резисторе R1 станет недостаточно для открывания транзистора VT1. Зарядка конденсатора С1 прекратится, и он начнёт разряжаться, а через 10… 15 с транзистор VT2 закроется. В результате обмотка реле К1 будет обесточена и светодиод HL1 погаснет.

Контакты К 1.1 разомкнутся, поэтому нагрузка и сам выключатель будут отключены от сети, а потребляемого тока не будет. Таким образом, для включения устройства следует кратковременно нажать на кнопку SB1, а затем перевести нагрузку в рабочий режим. Все элементы, кроме вилки ХР1, розетки XS1 и кнопки, смонтированы на односторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5…2 мм, чертёж которой показан на рис. 2. В устройстве применены резисторы Р1-4, С2-23, МЯТ, кроме R6 — он серии SQM или SQP, оксидные конденсаторы — импортные. Конденсатор С2 — плёночный, он должен быть рассчитан на работу в сети переменного тока, подойдёт К73-17 на номинальное напряжение 630 В.

Также годятся конденсаторы, которые находят применение в сетевых фильтрах компьютерных блоков питания. Транзистор КТ3102БМ можно заменить на КТ3102АМ, КТ3102ВМ, диод 1N4007 (VD1) — любой из серий 1N400x, КД102, КД522. Светодиод может быть любым с допустимым током 25 мА. Стабилитроны — маломощные, на напряжение стабилизации 12… 13 В. Кнопка — с самовозвратом КМ2-1 или аналогичная, рассчитанная на работу при напряжении сети, реле — G2R-14-T130-DC24. Трансформатор тока Т1 снят с платы ИБП. Маркировки на трансформаторе не оказалось, но по своим параметрам он близок трансформаторам тока AS-103 или AS-104 фирмы Talema. Первичная обмотка — два-три витка изолированного провода, рассчитанного на ток нагрузки.

В качестве трансформатора тока можно применить доработанный токоограничивающий дроссель (с Ш-образным магнитопроводом) от ЭПРА КЛЛ. Его обмотка станет вторичной обмоткой трансформатора тока. Первичную наматывают изолированным проводом, рассчитанным на ток нагрузки. Следует отметить, что такой трансформатор тока можно применить, если блок питания нагрузки имеет в своём составе выпрямитель. В этом случае ток, потребляемый ею, носит импульсный характер и трансформатор хорошо работает. Если форма тока, потребляемого нагрузкой, носит синусоидальный характер, такой трансформатор имеет слишком низкую чувствительность.

Внешний вид смонтированной платы показан на рис. 3. Её размещают в пластмассовом корпусе подходящего размера. На задней стенке корпуса устанавливают гнездо для подключения нагрузки и делают отверстие для сетевого кабеля, на передней — закрепляют кнопку и сверлят отверстие для светодиода.

Налаживание сводится к установке порога срабатывания устройства, которую проводят, изменяя число витков вторичной обмотки трансформатора тока(грубо)и резистором R1 (плавно). Продолжительность времени задержки выключения можно изменить подборкой конденсатора С1. При увеличении ёмкости задержка растёт. Устройство проверено в работе совместно с ЖК-телевизором, который потребляет от сети мощность около 90 Вт. При более мощной нагрузке сначала необходимо уменьшить число витков первичной обмотки, затем установить порог с помощью резистора R1.

Читайте также  4-х канальный контроллер нагрузок с управлением по

При нагрузке меньшей мощности следует увеличить число витков первичной обмотки токового трансформатора. Контакты применённого реле позволяют коммутировать ток до нескольких ампер, поэтому к устройству можно одновременно подключить несколько радиоаппаратов. При этом порог срабатывания можно настроить так, чтобы оно отключалось при переходе всех аппаратов в дежурный режим.

Автоматический выключатель бытовой радиоаппаратуры

Большая часть современной бытовой радиоаппаратуры управляется дистанционно с помощью ИК-пультов, смартфонов и т. д. При этом она не отключается от сети полностью, а переходит в так называемый дежурный режим с выключением основных функций и малым энергопотреблением. Такой режим имеет свои удобства и недостатки. Основное удобство — постоянная готовность к работе с пультом дистанционного управления. К недостаткам можно отнести дополнительное энергопотребление, которое иногда бывает значительным, а также постоянное подключение к сети, что не повышает надёжность работы радиоаппаратуры. Предлагаемое устройство полностью отключает аппаратуру. Принцип его работы основан на том, что ток, потребляемый нагрузкой в рабочем и дежурном режимах, отличается в несколько раз.

Схема устройства показана на рис. 1. На транзисторах VT1, VT4 собраны электронные ключи, диод VD3 — однополупериодный выпрямитель, резистор R3 — датчик тока нагрузки. Диоды VD1, VD2 ограничивают напряжение на дат чике. После подключения к сети через диод VD3 и резистор R4 начинает заряжаться конденсатор С1, а через этот же диод и резистор R5 — конденсатор С2. Ёмкость конденсатора С2 меньше, поэтому он заряжается быстрее, и открывающее напряжение, ограниченное стабилитроном VD5, поступает на затворы транзисторов VT1 и VT4. Они открываются, и в результате на нагрузку подаётся сетевое напряжение.

Рис. 1. Схема устройства

Если нагрузка находится в дежурном режиме, потребляемый ею ток мал, транзистор VT2 не открывается, поэтому зарядка конденсатора C1 продолжается. Пока он не зарядился (несколько десятков секунд), необходимо перевести нагрузку в рабочий режим, иначе устройство её обесточит. Часть сетевого напряжения падает на резисторе R3 и диодах VD1, VD2, а также на транзисторах VT1, VT4. Но это падение мало и не превышает 2. 3 В.

Если нагрузка находится в рабочем режиме, напряжения на резисторе R3 достаточно для открывания транзистора VT2, который разряжает конденсатор С1, поэтому транзистор VT3 закрыт. В цепь базы транзистора VT2 включён токоограничивающий резистор R2. Поскольку пусковой ток подключаемой нагрузки, как правило, неизвестен, для его ограничения введён резистор R1.

Если перевести нагрузку в дежурный режим, ток потребления существенно уменьшится и напряжения на резисторе R3 уже станет недостаточно для открывания транзистора VT2, поэтому начнётся зарядка конденсатора С1 и транзистор VT3 откроется. В результате конденсатор С2 быстро разрядится, транзисторы VT1, VT4 закроются, нагрузка будет обесточена. Диод VD4 ограничивает напряжение на затворе транзистора VT3 на уровне 13. 14 В.

Для включения устройства необходимо кратковременно нажать на кнопку SB1. При этом конденсатор С1 разрядится, С2 — зарядится, откроются транзисторы VT1, VT4 и напряжение сети поступит на нагрузку.

Подборку резистора R3 проводят экспериментально с учётом того, что напряжение открывания транзистора VT2 — 0,5. 0,6 В. Сопротивление этого резистора должно быть таким, чтобы в рабочем режиме устройство стабильно подавало напряжение на нагрузку, а при переходе в дежурный режим отключало его. Необходимость экспериментальной подборки обусловлена тем, что в современной радиоаппаратуре в основном применяют импульсные блоки питания, которые редко содержат встроенный корректор коэффициента мощности, и потребляемый ток носит импульсный характер. Поэтому амплитуда потребляемого тока может быть в несколько раз больше его среднего значения.

Все элементы, кроме вилки XP1 и розетки XS1, смонтированы на печатной плате из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита толщиной 1,5. 2 мм, чертёж которой показан на рис. 2. В устройстве применены резисторы Р1-4, С2-23, МЛТ и мощные импортные, оксидные конденсаторы — импортные, диоды VD1, VD2 — любые из серии 1N400X, диод VD3 — маломощный выпрямительный с допустимым обратным напряжением не менее 400 В, VD4 — любой маломощный выпрямительный или импульсный. Стабилитрон — маломощный, необязательно двуханодный, на напряжение стабилизации 8. 12 В. Транзисторы IRF840 можно заменить транзисторами IRFBC40. Замена транзистора КТ342БМ — любой из серии КТ3102. Кнопка — тактовая малогабаритная с самовозвратом.

Рис. 2. Печатная плата

Внешний вид смонтированной платы показан на рис. 3. Её размещают в пластмассовом корпусе подходящих размеров. На стенке корпуса устанавливают гнездо для подключения нагрузки, кнопку снабжают пластмассовым толкателем, а в корпусе для него делают отверстие.

Рис. 3. Внешний вид смонтированной платы

Максимальный ток нагрузки не должен превышать 1. 1,5 А, поскольку он ограничен допустимым током диодов VD1, VD2 и отсутствием теплоотводов у транзисторов VT1 и VT4. Для увеличения тока в 2. 3 раза эти транзисторы следует снабдить теплоотводами площадью 10. 12 см 2 и заменить диоды VD1, VD2 более мощными.

Автор: И. Нечаев, г. Москва

Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:

Электрические схемы бесплатно. ПОЛУАВТОМАТ ЗАЩИТЫ РАДИОАППАРАТУРЫ ОТ «ПЕРЕПАДОВ»

  • Авто электроника
  • Акустика и Звук
  • Антенны
  • Бытовая электроника
  • Радиопередатчики
  • Разные схемы
  • Телефония
  • Цифровая техника
  • Шпионские схемы
  • Электропитание
  • Неотсортированный каталог схем

Где вы берёте радиодетали для Ваших схем?

ПОЛУАВТОМАТ ЗАЩИТЫ РАДИОАППАРАТУРЫ ОТ «ПЕРЕПАДОВ» НАПРЯЖЕНИЯ СЕТИ

Электропитание ПОЛУАВТОМАТ ЗАЩИТЫ РАДИОАППАРАТУРЫ ОТ «ПЕРЕПАДОВ» НАПРЯЖЕНИЯ СЕТИ

Защита бытовой радиоаппаратуры от «скачков» и резких отклонений сетевого напряжения от нормы для многих районов нашей страны остается проблемой с непредсказуемыми последствиями. Автор статьи анализирует ситуацию и делится личным опытом практического решения этой проблемы.
Предлагаемое устройство защищает радиоаппаратуру быстрым отключением от питающей сети при изменении ее напряжения более допустимых пределов. Оно актуально, прежде всего, вблизи воздушных линий электропередачи, где вероятность замыканий проводов, например, при сильных порывах ветра, велика. Особенно опасно замыкание одного из фазных проводов на «нулевой». При этом напряжение в сети повышается до 380 В. Обычно в таких случаях происходит разрыв оксидных конденсаторов блока питания и вытекание электролита, что пагубно сказывается на работе того или иного радиоаппарата.
Снижение же напряжения сети до 160 В также опасно, в частности для импульсных блоков питания. В таких случаях они работают при длительных токовых нагрузках через силовой транзистор, что может стать причиной выхода его из строя из-за перегрева.

=ПОЛУАВТОМАТ ЗАЩИТЫ РАДИОАППАРАТУРЫ ОТ ПЕРЕПАДОВ НАПРЯЖЕНИЯ СЕТИ

Решать описанные проблемы мне помогает полуавтомат, схема которого приведена на рис.
1. От подобного устройства, описанного в статье И. Нечаева «Автомат защиты сетевой аппаратуры от «скачков» напряжения» («Радио», 1996, № 10, с. 48,49), он отличается в основном лишь тем, что при «скачках» напряжения отключает нагрузку от сети, и повторное его включение быть может только после нажатия на пусковую кнопку SB1. В ранее же описанном автомате при «гуляний» напряжения сети нагрузка питается прерывисто — а это очень не благоприятный режим работы для любой радиоаппаратуры, в особенности ПЭВМ и телевизоров.
Основой предлагаемого полуавтомата служит мощное электромагнитное реле К1. Для питания его обмотки постоянным током применен выпрямительный MOCTVD1-VD4, подключенный к сети через гасящие конденсаторы С1 и С2. Включают устройство кратковременным нажатием на кнопку SB1. При этом реле К1 срабатывает и его замыкающиеся контакты К 1.1 блокируют контакты пусковой кнопки. Конденсатор С1 обеспечивает необходимый пусковой ток реле при включении. В рабочем режиме реле удерживается током, текущим через конденсатор С2, до напряжения сети не ниже 160 В. При налаживании устройства емкость конденсатора С2 (а иногда и конденсатора С1) приходится подбирать для каждого типа реле индивидуально.
При повышении напряжения сети до 240 В открываются стабилитроны VD7 и VD8. Одновременно срабатывает оп-трон U1 и открывается тринистор VS1 .блокирует цепь питания обмотки реле К1. В результате реле отпускает и его размыкающиеся контакты К1.1 отключают нагрузку устройства от питающей сети переменного тока.
Конденсатор СЗ, шунтирующий резистор R3 в цепи менеджмента тринистором VS1, предотвращает срабатывание защиты от импульсных помех. Резисторы R1, R2 ограничивают броски тока через контакты пусковой кнопки SB1, одновременно являясь «предохранителями» в случае пробоя конденсатора С1 или С2.
Диод VD5 улучшает быстродействие устройства, которое определяется в основном типом примененного реле и составляет доли секунды. Время отпускания реле РЭНЗЗ, использованного в описываемом устройстве, не превышает 4 мс, чего совершенно довольно для надежного срабатывания защиты. Резистор R5 сдерживает ток, текущий через светодиод оптрона U1. Подбором его (в пределах 8. 25 кОм) можно регулировать в небольших значениях (5. 10 В) порог срабатывания защиты по превышению входного напряжения.
Конструктивно полуавтомат выполнен в виде переносного удлинителя. На его лицевой стенке-крышке установлены сетевая розетка Х2, кнопочный выключатель SB1 (КМ2-1 или П2Кбез фиксации) и индикатор VL1. Электромагнитное реле (РЭНЗЗ), тринистор VS1 и все другие детали смонтированы на печатной плате из одностороннего фольги-рованного материала, которая размещена в пластмассовом корпусе.
Реле К1 может быть любого типа, на рабочее напряжение 12. 60 В, а его контакты рассчитаны на ток не менее 2. 3 А при напряжении сети 220 В. При этом соответственно должно быть и номинальное напряжение конденсатора С4.
Конденсаторы С1 и С2 — К73, МБМ, МБГО на номинальное напряжение не менее 350 В (С2 лучше на 400 В). Стабилитроны VD7 и VD8 заменимы на похожие, суммарное напряжение стабилизации которых может быть от 310 до 340 В при токе 10. 12 мА. При меньшем суммарном напряжении стабилизации этих приборов (250. 300 В) резистор R5 должен быть сопротивлением 30. 47 кОм и большей рассеиваемой мощности. В этом случае появится вероятность увеличения нестабильности порога срабатывания защиты.
Диодный оптрон АОД101А (U1) допустимо заместить транзисторным серии АОТ110 или АОТ127, соединив резистор R4 с эмиттером фототранзистора, анод тринистора VS1 — с выводом его коллектора, а между базой и эмиттером установить резистор сопротивлением 1 МОм. При этом и тринистор может быть с большим током менеджмента, например, серии КУ201 или КУ202.
Налаживание устройства сводится в основном к подбору конденсаторов С2 и С1. Подбирая первый из них, добиваются отключения устройства при снижении напряжения сети до 160. 170 В, а второй — надежного включения пусковой кнопкой SB1. Не исключен и подбор резистора R5 — для обеспечения надежного срабатывания системы защиты при напряжении сети, превышающим 240. 250 В. При этом не следует забрасывать о мерах электробезопасности — ведь все элементы устройства гальванически связаны с электросетью повышенной опасности.
В заключение несколько практических советов, связанных с возможными изменениями в самом устройстве защиты. Если возникнут трудности с подбором высоковольтных стабилитронов VD7 и VD8, то быть может применение одного стабилитрона КС533А с дополнительным транзистором КТ940А, как показано на рис. 2,а. Переменным резистором R8 устанавливают напряжение порога срабатывания системы защиты.

Читайте также  Обзор реле напряжения rbuz d40t

=ПОЛУАВТОМАТ ЗАЩИТЫ РАДИОАППАРАТУРЫ ОТ ПЕРЕПАДОВ НАПРЯЖЕНИЯ СЕТИ

Однако ее надежность при этом несколько снизится, так как транзистор VT1 может «уходить на обрыв» и устройство не отключит нагрузку в случае превышения входного переменного напряжения. Стабилитроны же, как правило, выходят из строя на «замыкание», и это приводит лишь к отключению нагрузки.
Устройство удастся упростить, если заместить тринистор VS1 и оптрон U1 оп-тотиристором соответствующей мощности — с выходным импульсным током не менее 1 А, например, серии АОУ160. Полуавтомат с таким оптроном должен надежно блокировать по питанию обмотку реле К1 быстрой разрядкой конденсатора С4. Наиболее распространенный оптрон серии АОУ103 выдерживает импульсный ток значением до 0,5 А, которого может оказаться недостаточно для надежной работы устройства.
Вообще же оптрон можно заместить маломощным импульсным трансформатором. Подойдет, например, согласующий трансформатор усилителя 34 переносного транзисторного радиоприемника или подобный, обмотки которого содержат по 150. 300 витков провода ПЭВ-2 0,15. 0,3. Обмотку с меньшим числом витков подключают к цепи менеджмента тринистором VS1 (рис. 3,6), а обмотку с большим числом витков — вместо излучающего диода оптрона U1. Резисторы R3 и R4 в этом случае из устройства удаляют.
Длительная эксплуатация нескольких полуавтоматов, в том числе с внесенными изменениями, показала их надежную работу.
От редакции.
Для надежной работы устройства в качестве SB 1 следует установить кнопку, рассчитанную на полный пусковой ток защищаемого устройства. В цепь анода тиристора VS1 желательно установить ограничительный резистор сопротивлением порядка 10 Ом, он предохранит тиристор от возможного пробоя разрядным током конденсатора С4.
А. ЗЕЛЕНИН, г. Карталы Челябинской обл.

Автоматическая защита сетевой радиоаппаратуры

АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА СЕТЕВОЙ РАДИОАППАРАТУРЫ

Устройство предназначено для предотвращения перегрузки и неисправностей в радиоаппаратуре из-за отклонения сетевого напряжения питания за допуск. Оно будет особенно полезно на даче или в деревне, где нередки значительные колебания напряжения в сети. Часто используемые при нестабильной сети ферромагнитные стабилизаторы имеют узкий диапазон стабилизации и при значительных колебаниях напряжения (в сторону увеличения) просто выходят из строя. Для некоторой радиоаппаратуры опасно не только повышенное, но и пониженное напряжение сети.

Контролировать сеть измерительным прибором, каждый раз перед включением радиоприборов, неудобно да и неэффективно, так как отклонение может произойти в процессе работы. Но эту задачу может взять на себя автоматическое контрольное устройство, через которое и питается аппаратура.

При первоначальном включении устройства (кнопкой SB1) оно в течение одной секунды проверяет уровень сетевого напряжения на нахождение его в допуске 170. 260 В, а также на наличие помех. В случае отклонения напряжения за допуск схема не позволит включить радиоаппаратуру.

Рис. 1.36. Топология печатной платы для узла А1

В процессе работы защитного устройства схема производит непрерывный контроль за состоянием сети, и при выходе напряжения за допуск 190. 245 В начинает работать звуковая сигнализация, предупреждая, что лучше выключить радиоаппаратуру. При этом по свечению светодиодного индикатора можно определить вид отклонения напряжения в «+» (увеличение) или «—» (снижение). В случае опасного несоответствия сетевого напряжения (при выходе за допуск 170. 260 В) радиоаппаратура, подключенная к гнездам Х1, Х2, отключится автоматически.

Электрическая схема устройства приведена на рис. 1.34 и 1.35 и состоит из четырехуровневого компаратора на элементах микросхемы D2, звукового генератора на элементах D3.1. D3.3, узла коммутации на транзисторе и реле К1, а также блока питания со стабилизатором напряжения на микросхеме D1.

Порог срабатывания компараторов устанавливается при настройке резисторами, отмеченными на схеме звездочкой «*». Их значения указаны на схеме ориентировочно. Настройка устройства производится при помощи ЛАТРА, изменяя напряжение питания на штекере ХР1. При этом резистором R15 устанавливаем превышение порога 245 В (на выходе D2/8 появится лог. «1»), а резистором R14 — снижение напряжения ниже 170 В (на выходе D2/8 лог. «0»). Для настройки удобно использовать многогабаритные регулировочные резисторы.

Настройку схемы лучше начинать с проверки работоспособности узла, показанного на рис. 1.34. При нажатии на кнопку ВКЛ (SB1), реле К1 срабатывает с задержкой примерно в 1 секунду и контактами К1.2 блокирует кнопку. Время задержки включения реле зависит от номинала емкости С2 и резистора R7. Выключение реле К1 может производиться кнопкой ОТКЛ (SB2) или же от схемы автоматики, когда на выходе микросхемы D3/11 появится импульс или лог. «1» (при выходе напряжения за допуск).

На рис. 1.36 приведена топология печатной платы для участка схемы (А1), выделенного пунктиром. Остальная часть схемы выполнена на универсальной макетной плате объемным монтажом.

В схеме применены конденсаторы С1. С4 типа К52-16 на 63 В; С5, С6 — К10-17. Резисторы и диоды подойдут любые аналогичные. Трансформатор Т1 лучше использовать из унифицированной серии ТПП. Он должен обеспечивать во вторичной обмотке напряжение 22. 24 В и ток не менее 60 мА.

Реле К1 применено типа РЭС48 (паспорт 4.590.201), но подойдут и многие другие, с рабочим напряжением 24 В.

Устройство автоматической защиты можно упростить, если отказаться от звуковой и световой сигнализации отклонения напряжения. В этом случае схему контроля уровня напряжения на рис. 1.35 заменяем приведенной на рис. 1.37 . Она состоит из транзисторов, работающих в режиме микротоков. В нормальном состоянии подстроечными резисторами R12 и R15 устанавливаем на коллекторах VT2 и VT3 лог. «О» и лог. «1» соответственно. В этом случае транзисторы VT4 и VT5 заперты и на резисторе R19 нет напряжения (при его появлении сработает VS1).

Меняя сетевое напряжение с помощью ЛАТРА, резистором R12 устанавливаем порог срабатывания схемы при напряжении ниже 170 В, а резистором R15 — при превышении 260 В.

При использовании второго варианта схемы упрощается и блок А1. В этом случае стабилизатор D1 не нужен, а если у трансформатора Т1 имеется свободная обмотка на напряжение 6. 12 В, то она может быть подключена к цепям 5 и 6 (вместо резисторов R1. R3 установить перемычки, R4 и R10 исключить из схемы).