Блок защиты от колебаний напряжения в электросети

Современная электронная аппаратура с импульсными    источниками   питания   может работать в очень широких       пределах нестабильности сетевого   напряжения.   В то   же   время   такие приборы,    как    холодильник,      кондиционер,   стиральная   машина более требовательны к электросети.

Отклонение напряжение   сети   от   нормы даже    на    10%    для некоторых     из     них крайне     нежелательно. Причем это касается не только повышения напряжения, но и понижения.     Например, при пониженном напряжении  питания       электродвигатель компрессора   холодильника   может   остановиться.

При этом ток через его обмотку резко возрастет,  что  может   привести даже  к возгоранию. Крайне нежелательно и превышение   напряжения,   а   так   же   его   резкие колебания.

На рисунке приводится схема защитного устройства, которое следит за уровнем напряжения в сети, и если его величина выходит за заданные при настройке пределы схема отключает нагрузку.

Примечательно то, что включение нагрузки происходит не сразу после прихода напряжения сети в норму, а через несколько секунд после этого. Такая задержка не дает переходным процессам, возникшим в сети, отрицательно повлиять на оборудование.

Схема постоянно питается от электросети, независимо от колебаний напряжения в ней. Включение и выключение нагрузки осуществляется посредством относительно мощного реле К1. Электроника и реле питаются от трансформаторного источника питания на Т1. Напряжение питания микросхемы D1 поддерживается стабильным на уровне 5V с помощью стабилизатора А1 Датчиком величины сетевого напряжения служит выпрямитель на VD4 и СЗ, а так же, R1-R4.   

Может показаться странным что вся схема питается от трансформатора, а контрольное напряжение снимается непосредственно с сети К такому решению пришлось придти после испытания первоначального варианта схемы, в котором контрольное напряжение снималось с вторичной обмотки трансформатора.

Причиной неудачи стало то, что при включении и выключении реле происходит существенное изменение напряжения на выходе маломощного трансформатора и выпрямителя.

Связанно это с относительно большим током потребления данного типа репе Когда реле включается происходит снижение напряжение на выходе Т1, а при выключении репе - повышение.

Даже еспи питать реле через стабилизатор сути дела это не меняет, так как стабильным будет напряжение на реле, а напряжение на вторичном выпрямителе будет изменяться.

Поэтому датчик уровня напряжения подключен непосредственно к сети.

Работает датчик следующим образом.VD4-СЗ представляет собой выпрямитель.

На его выходе будет постоянное напряжение, пропорциональное переменному напряжению в сети. Резисторы R1-R4 представляют собой два подстраиваемых делителя напряжения Элементы микросхемы D2 образуют своеобразные усилители сигналов датчика.

Элементы микросхемы К561ЛА7 не содержат триггеров Шмитта, поэтому их пороговые уровни - верх нуля и низ единицы практически на уровне одного напряжения Элементы же микросхемы К561ТЛ1 с триггерами Шмитта. и пороги нуля и единицы у них сильно различаются. Резистором R4 выставляют нижний порог напряжения сети. а резистором R3 - верхний. Когда в сети напряжение ниже установленного порога напряжение на входе D2.1 сползает в сторону логического нуля. Напряжение на выходе D2.1 начинает повышаться и элемент D1.1 переключается в нулевое состояние на выходе. Это приводит к переключению элемента D1.2 в единичное состояние. Конденсатор С4 быстро заряжается через VD5 и R5. На выходе D1.3 возникает ноль. Транзисторы VT1-VT2 выключаются и реле К1 отключает нагрузку. При входе напряжения в норму происходит обратный процесс и на выходе D1.2 устанавливается ноль. При этом разрядка конденсатора С4 происходит через относительное большое сопротивление R8. поэтому на включение нагрузки уходит несколько секунд (пока С4 разряжается до порога логического нуля). Если напряжение в сети превышает установленный резистором R3 максимальный предел, то срабатывает элемент D2.2. На его

выходе напряжение снижается и это приводит к переключению элемента D1.2 в состояние единицы на выходе. Дальше все как и  в случае с понижением напряжения.

При налаживании нужно пользоваться автотрансформатором типа ЛАТР или аналогичным, позволяющим регулировать переменное напряжение. С его помощью напряжение понижают и повышают до необходимых предельных значений, и соответственно регулируют точки срабатывания резисторами R3 и R4.

Детали. Конденсатор С4 должен быть на напряжение не ниже 360V. Остальные конденсаторы - на напряжение не ниже 16V. Трансформатор Т1 - китайский с первичной обмоткой 220/110V (отвод не используется) и вторичной обмоткой 9+9V, и током 300mA.

Тип реле К1 зависит от максимальной мощности нагрузки. При мощности до 200W можно использовать реле КУЦ-1 от старых отечественных телевизоров. В данной схеме используется реле HJQ-13F с обмоткой на 12V. С таким реле максимальная мощность нагрузки 2600W.

Мерзляков А К.

 

Блок защиты от колебаний напряжения в электросети

Источник: Радио-конструктор 12 за 2010 год

Блок защиты от колебаний напряжения в электросети

Очень популярный журнал для радиолюбителей и профессионалов, рассматривающий вопросы радиолюбительского конструирования и ремонта электронной техники.

Радио-конструктор 12 за 2010 год

Блок защиты от колебаний напряжения в электросети

Рейтинг@Mail.ru
Яндекс.Метрика

Схема Блок защиты от колебаний напряжения в электросети