Захист радіоелектронної апаратури від підвищення напруги. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Захист радіоелектронної апаратури від підвищення напруги. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Захист апаратури від аварійних режимів роботи мережі, блоки безперебійного живлення

Коментарі до статті

Підвищення напруги в наш час (втім, як і зниження) - звичайне явище. Мережа буквально "кишить" різними імпульсними перешкодами, а "сплески" напруги перевищують 300 В і більше. У сільській місцевості справа ще гірша.

Аварійні ситуації призводять до того, що у споживача замість необхідних 220 В може бути 350 і більше! Мережева напруга в межах 180...260 У скоріше правило, ніж виняток.

Найбільш чутливими у цій ситуації виявляються радіоелектронні засоби (РЕМ). Тому необхідно захистити РЕМ від можливих підвищень напруги мережі.

Одна із зібраних конструкцій успішно експлуатується вже не перший рік разом із телевізором 3УСЦТ. Її схема гранично проста (рис.1), але досить ефективна при захисті телевізора від імпульсних сплесків напруги і різкого збільшення напруги мережі на тривалий час.

Захист радіоелектронної апаратури від підвищення напруги в мережі

Потужність, що споживається телевізором, приблизно 70 Вт, діапазон нормальної роботи телевізора (модуля живлення МП3) з деяким запасом становить 180...240 В (175...245). При підвищенні напруги вище 250 виникає реальна загроза виходу з ладу МП телевізора. Першим кандидатом на "виліт" може бути електролітичний конденсатор фільтра випрямляча МП (С16, С19).

Поки мережна напруга не перевищує 250 В схема майже не впливає на роботу телевізора за винятком падіння напруги на дротяному резисторі R1 (близько 12,7 при споживаній потужності 70 Вт і напрузі мережі 220 В). Розсіювана в цьому режимі потужність на резистори не перевищує 4 Вт. На стабілітронах VD1 і VD2 зібрано двосторонній обмежувач напруги. Як тільки мережна напруга перевищить 250 В, відкриються стабілітрони VD1 і VD2 і перегорить запобіжник FU1, телевізор (його МП) виявиться знеструмленим.

Крім того, схема рис.1 ефективно пригнічує різні імпульсні сплески мережевої напруги, обмежуючи їх на безпечному рівні.

Вплив резистора R1 на ланцюги, що розмагнічують, в телевізорі невеликий, і його наявність у схемі не позначається негативно на чистоті кольору. При цьому МП включається м'якше, адже кидки струму мають місце через наявність електролітичних конденсаторів у фільтрі випрямляча МП. Обмеження струму штатним резистором (3,3...4,7 Ом) відбувається лише на рівні великих струмів, що скорочує ресурс діодів і конденсаторів МП.

Конструкція та деталі. Як потужний дротяний резистор R1 я використовував відрізок високоомного дроту від спіралі електроплитки. Пізніше виготовив ще кілька подібних резисторів паралельним включенням резисторів МЛТ-2 опором 390...680 Ом.

Набагато складніше справа зі стабілітронами. Вони повинні мати високу напругу стабілізації і (що дуже важливо) велике припустиме перевантаження струму стабілізації на час перегорання запобіжника FU1. Оскільки нічого придатного за розумними цінами придбати не вдалося, то вирішив як стабілізатори VD1 і VD2 використовувати "батарею" послідовно з'єднаних вітчизняних стабілітронів типу Д815А (напруга стабілізації 5...6,2 В, номінальний струм стабілізації 1 А, перевантаження по струму в протягом 1 дорівнює 2,8 А). Останній із наведених параметрів цілком підходить для схеми рис.1, оскільки запобіжник згоряє набагато швидше за 1 с. Як VD1 і VD2 встановив спочатку по 50 шт. Д815А. У цьому випадку напруга обмеження (для кожної напівхвилі) становить:

Uогр = NUст + NUпр,

де N - кількість стабілітронів, включених послідовно в одну гілка двостороннього обмежувача; Uпр - падіння напруги на стабілітроні в діодному включенні (для Д815А менше 1,5 В); Uст – напруга стабілізації (для Д815А менше 6,2 В).

Щоб не витрачати час на підбір екземплярів із максимальним Uст, вимірював напругу стабілізації вже з'єднаної батареї стабілітронів. Якщо його виявлялося недостатньо, то додавав кілька стабілітронів, і, навпаки, за потреби зайві вилучав із схеми. Це не забирає багато часу, якщо скористатися ЛАТРом і додатковим трансформатором, щоб була можливість отримувати напругу мережі 250 В і вище [1].

Під час налагодження запобіжник тимчасово замінюють лампою розжарювання потужністю 100 Вт. При підвищенні напруги понад 250 В стабілітрони відкриваються та обмежують напругу, надлишок гаситься на лампі розжарювання (резистор R1 на цей час закорочують коротко). Послідовно з лампою включають амперметр, таким чином з'являється можливість контролю працездатності схеми. Опір нитки розжарювання лампочки в холодному стані близько 40 Ом, тому стабілітрони захищені від "ударних" струмів та аварійних ситуацій під час налагодження схеми.

Якщо мережна напруга постійно завищена або часто підвищується до 240 В і більше, захистити телевізор можна, включивши в розрив мережевих проводів телевізора один або два резистори (рис.2).

Захист радіоелектронної апаратури від підвищення напруги в мережі

Щоб резистори не впливали на схему розмагнічування, їх можна включити безпосередньо перед МП телевізора, минаючи елементи схеми розмагнічування (СТ 15-2-220, L1, R3-МП-3-3).

Номінали резисторів розраховують за формулою R = Uпад/Iпотр для одного резистора (R = R1 + R2), де Uпад частина напруги мережі, яку необхідно "погасити"; Iпотр - струм, що споживається від мережі телевізором. Недолік цього: діапазон робочих напруг МП відсувається вгору, тобто. замість 170-240 В стане 190-260 В, а високовольтні перешкоди та сплески не гасяться. Гідність: простота та м'яке включення МП до мережі.

Незважаючи на велику кількість стабілітронів, схему рис.1 можна зібрати дуже швидко. Тепловідведення для стабілітронів не були потрібні, вони навіть не встигали прогрітися, як запобіжник перегорав. Допустима розсіювана потужність для такої "батареї" стабілітронів становить 800 Вт!

Щоб зменшити кількість стабілітронів, що використовуються, захисний пристрій збирають за схемою рис.3. У ній кількість стабілітронів скорочено майже вдвічі і більше, оскільки стабілітрони включені на виході мостового діодного випрямляча, і на цих діодах також падає деяка напруга. Як діоди VD1...VD4 можна використовувати будь-які потужні з Uобр=400 В і допустимим струмом більше 5 А. При невеликій споживаній потужності замість запобіжника і резистора R1 можна використовувати лампу розжарювання.

Захист радіоелектронної апаратури від підвищення напруги в мережі

Для візуального спостереження за роботою мережевого обмежувача паралельно одному зі стабілітронів підключають світлодіод АЛ307 через резистор, що гасить 1 кОм.

Незважаючи на схемну простоту, дані захисні пристрої дуже ефективні та надійні в експлуатації, не примхливі до "хибних" спрацьовувань, і самі не викликають перешкод по мережі.

Для захисту ланцюгів електронних приладів від перевантажень за кордоном випускають прилади, які називаються супресорами перехідної напруги (статтю про них див. в "Радіоаматорі" 2/99 стор.31). На цей час з'явилися й російські аналоги, звані обмежувальними стабілітронами. Вони мають потужність розсіювання до 10 кВт, чого цілком достатньо, щоб згорів запобіжник. Є також такий клас приладів, як супервізори чи детектори підвищення чи зниження напруги. Наприклад, мікросхема КР1171СП16 має напругу спрацьовування 16 В. При цьому напрузі відкривається вихідний ключ мікросхеми, через який можна увімкнути реле з самоблокуванням. Включити її на вході можна через дільник напруги. Оскільки радіоаматору дістати такі елементи поки що складно, можна скористатися і пристроями, описаними у статті.

література:

Зизюк О.Г. Про трансформатори//Радіоаматор. -1998. -№2. -С.38.
Волгов В.А. Деталі та вузли радіоелектронної апаратури (конструювання та розрахунок). -М: Енергія. 1977.

Автор: А.Г.Зизюк

Дивіться інші статті розділу Захист апаратури від аварійних режимів роботи мережі, блоки безперебійного живлення.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву

Дерев'яний чіп 06.06.2015

Дослідники з Вісконсинського університету в Мадісоні та Міністерства сільського господарства США розробили мікросхему, в якій підкладка, на якій розташовуються напівпровідникові транзистори, виконана з целюлози – речовини, що видобувається шляхом переробки деревини (з целюлози також виготовляється папір).

Як розповів керівник проекту, професор з електротехніки Чженьцян Ма (Zhenqiang Ma), на підкладку у чіпі припадає основний обсяг матеріалу. Тому дослідники говорять про розробку чіпа, що "практично цілком складається з дерева".

Целюлозні волокна, які вдалося отримати дослідникам, мають необхідну міцність для розміщення на них транзисторів. Однак поверхня матеріалу не є достатньо рівною для цієї мети. Більше того, целюлоза добре вбирає вологу з навколишнього повітря і внаслідок цього набухає – що неодмінно призведе до руйнування мікросхеми.

Для того, щоб зробити целюлозу придатною для використання як підкладку, група дослідників нанесла на неї епоксидний склад. Це допомогло вирішити обидві проблеми одразу – і проблему нерівної поверхні, і проблему набухання, розповів Ма.

"Головна перевага целюлозного волокна над полімерами полягає в тому, що воно виготовляється з рослинних матеріалів, тоді як більшість інших полімерів - з нафтопродуктів. Біополімери безпечніші для навколишнього середовища, вони схильні до швидкого гниття і легко переробляються", - пояснив керівник проекту.

Окрім застосування нового матеріалу як підкладка в чіпі, дослідники продемонстрували спосіб розміщення на целюлозній підкладці набагато більшої кількості транзисторів у порівнянні з традиційними технологіями напівпровідникової промисловості.

Зокрема, на підкладку площею 30 кв. м дослідники змогли помістити 1,5 тис. транзисторів, виготовлених з арсеніду галію, тоді як зазвичай на таку площу міститься лише від восьми до 40 транзисторів. За словами учасників проекту, даний спосіб дозволяє значно скоротити обсяг токсичного електронного сміття, що накопичується на Землі.

Інші цікаві новини:

▪ Роботи-прибиральники океанського дна

▪ Діаманти замість навігаційних супутників

▪ Гібридна лампочка

▪ Камері не знадобиться об'єктив

▪ У Європі з'явиться альтернатива SMS повідомленням

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Історія техніки, технології, предметів навколо нас. Добірка статей

▪ стаття Ієронім Стридонський. Знамениті афоризми

▪ стаття Хто ховає голову в пісок? Детальна відповідь

▪ стаття Піренеї. Диво природи

▪ стаття Електроміна для щурів. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Мікросхеми універсальні аналогові програмовані: вибір елементарних функціональних вузлів Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт