Устройство защиты маломощной сетевой аппаратуры

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 VТ1–VТ3 (рис.1), следит за напряжением на нагрузке выпрямителя R5, HL1, U1, которое зависит от напряжения сети.

Рис. 1

Транзисторы VТ1 –VТ3 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 рез кое 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 VТ1, 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 43×29 мм. Диодный мост КЦ407А смонтирован вертикально — его вы­воды переменного напряжения изогнуты на 90°, и к ним припаяны провода.

Так как блок защиты предполагалось использо­вать с небольшой нагрузкой (телевизор, DVD, тю­нер СТВ), симистор расположен на небольшом теплоотводе — алюминиевой пластине 50×25 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 BT134-600, TC2-25.

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 138 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.

Автор: Владимир Шишкин, г. Верхняя Тура, Свердловской обл.
Источник: Радиоаматор №4/2017