Устройство защиты маломощной сетевой аппаратуры

Владимир Шишкин, г. Верхняя Тура, Свердловской обл.

Качество наших электросетей, мягко говоря, оставляет желать лучшего. Поэтому радиолюбители постоянно ищут способы защиты бытовой техники.
На страницах журнала «Радиоаматор» неоднократно публиковались схемы защитных устройств. Предлагаю еще один вариант простого блока защиты, выполненного в виде удлинителя с кнопочным управлением. Основное отличие от подобных устройств [1] заключается в наличие лишь одного общего источника питания для измерительной и исполнительной частей схемы.


Измерительный каскад, выполненный на транзисторах VT1-VT3 (рис.1), следит за напряжением на нагрузке выпрямителя R5, HL1, U1, которое зависит от напряжения сети.
Транзисторы VT1-VT3 работают в микротоковом режиме и мало нагружают выпрямитель.
В отличие от других защитных устройств, применение оптосимистора МОС3063 с током включения 5 мА упростило управление симистором и позволило уменьшить емкость конденсатора С1. Также изменено подключение кнопки «Пуск», через нее проходит только ток питания схемы управления. Благодаря всему этому повысилась экономичность и уменьшились габариты устройства. Быстродействие конструкции не замерялось, но при имитации обрыва нулевого провода (подача на устройство напряжения 230 В и затем его резкое повышение до 400 В) лампа накаливания, включенная в качестве нагрузки, не перегорала.
В авторском варианте максимальный порог срабатывания 260 В, минимальный - 170 В. Верхний уровень выбран из-за местных условий — в ночные часы напряжение может доходить до 255 В.
Работает устройство следующим образом: после нажатия кнопки «Пуск» напряжение через R2, С1, диодный мост поступает на схему. Оптрон U1 включает симистор, и нагрузка подключается к сети.
При отпускании кнопки схема остается во включенном состоянии, так как получает питающее напряжение через открытый симистор VS1, пока сетевое напряжение находится в допустимых пределах. Если напряжение на движке резистора R8 превысит установленный уровень, откроется транзистор VT1, включенный в режиме микромощного стабилитрона. При этом откроется тиристор VS2 и зашунтирует питание оптрона U1, а симистор обесточит нагрузку и защитное устройство.
Отклонение напряжения на делителе R12R13 ниже предельного, вызовет закрывание транзистора VT3. При этом начнется зарядка конденсатора задержки С4, он предназначен для предотвращения срабатывания при кратковременных провалах напряжения и при включение устройства. Когда напряжение на С4 достигнет порога открывания, транзистор VT2 включает тиристор VS2, отключаются оптрон U1 и симистор VS1.
Аналогично устройство работает и при нажатии кнопки «Стоп». В этом случае тестируется работоспособность схемы.
Конструкция и детали
Большая часть деталей расположена на печатной плате размерами 43x29 мм. Диодный мост КЦ407А смонтирован вертикально - его выводы переменного напряжения изогнуты на 90°, и к ним припаяны провода. Печатную плату устройства можно запросить в редакции по e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра..

Так как блок защиты предполагалось использовать с небольшой нагрузкой (телевизор, DVD, тюнер СТВ), симистор расположен на небольшом теплоотводе — алюминиевой пластине 50x25 мм. При большей мощности соответственно увеличить размеры теплоотвода. Устройство выполнено в корпусе пятиместного удлинителя, три розетки оставлены, а на месте двух расположена схема.
Оптосимистор МОС3063 заменяется МОС3083. Можно также попробовать применить МОС3062, МОС3082, но так как ток срабатывания у них больше, возможно потребуется увеличить номинал С1 и С2.
На месте тиристора КУ112А хорошо работает MCR100.
Транзистор КТ315 с любым буквенным индексом, должен обеспечивать напряжение стабилизации 7...8 В, а КТ3102Б можно заменить КТ3102В.
Симистор любой подходящий по току и с допустимым напряжением не ниже 600 В. Проверялась работа устройства с ВТ134-600, ТС2-25.
В качестве кнопок SB1, SB2 используются микропереключатели МП-1, МП-3 (вместо SB2 можно также применить миниатюрную кнопку от электронной аппаратуры, например ПКН-159).
Индикатор включения HL1 - любой яркий светодиод.
Диодный мост можно заменить DB104, DF04 или аналогичными.
Конденсатор С1 типа К73-17, К78-2 с максимальным напряжением не ниже 630 В.
Настройка
Перед настройкой движки резисторов R8 и R13 надо установить в нижнее положение и подключить схему к сети через автотрансформатор. Нажать кнопку «Пуск», при этом должен загореться светодиод HL1, и надо замерить напряжение на конденсаторе С2, оно зависит от разброса емкости С1 и может быть в пределах от 12 до 16 В, при напряжении сети 230 В.
Затем выставляем автотрансформатором входное напряжение, равное максимальному порогу срабатывания (260 В), и подстройкой R8 добиваемся выключения симистора.
Устанавливаем с помощью автотрансформатора минимальное входное напряжение срабатывания 170 В и медленно вращаем R13 до отключения симистора.
Имевшийся в наличие автотрансформатор типа АРБ250 не понижал напряжение ниже 200 В, поэтому, чтобы получить меньшее напряжение, пришлось включить его наоборот: сеть подключить к его выходу, а нагрузку — к входу. В заключении еще раз проверяем стабильность отключения в верхнем и нижнем уровнях и надежность работы симистора в рабочем диапазоне.
Главный недостаток конструкции следующий: если нажать кнопку «Пуск» при повышенном или пониженном напряжении, то сначала произойдет включение нагрузки и лишь потом отключение. Желательно, конечно, чтобы при аварийном напряжении включение не происходило вообще. Но этот недостаток свойственен практически всем подобным устройствам, описанным в литературе, в еще большей степени. В известных устройствах напряжение будет поступать на нагрузку все время, пока нажата кнопка «Пуск», так как она включена параллельно контактам исполнительного реле.
Конструкция не имеет гальванической развязки с питающей сетью 230 В / 50 Гц, поэтому при настройке нужно соблюдать правила электробезопасности.
Литература
1. Шрайбер А. Устройство защиты от перепадов напряжения в электросети // Радио. - 2001. -№2. - С.46.
РА 4 '2017

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Счетчик тИЦ и PR