В [1] описано пристрій, відключає первинну обмотку мережевого трансформатора за рахунок нагрівання термодатчика при підвищенні напруги мережі. На мій погляд, дана конструкція має ряд недоліків: – Обмеженість застосування. З його допомогою не можна захистити такі дорогі побутові прилади як холодильник, пральна машина, телевізор; – велика інерційність датчика, що залежить від відстані від місця його кріплення до корпусу трансформатора.

Пропоную свій варіант пристрою, що захищає мережу у всьому приміщенні. Пристрій, структурна схема якого наведена на рис.1, складається з випрямляча; схеми порівняння, реєструючої підвищення напруги в мережі; пристрої керування й ключа.

Структурна схема пристрою

Рис.1. Структурна схема пристрою

Принципова схема пристрою показана на рис.2. Датчиком служить нестабілізованим джерело постійної напруги, що складається з трансформатора Т1, діодного моста VD4 і конденсатора С4.

Принципова схема пристрою

Рис.2. Принципова схема пристрою

При підвищенні напруги в мережі збільшується напруга на виході мосту VD4. При певному значенні цього напруги спрацьовує компаратор DA1. Вихідний сигнал компаратора подається на вхід генератора (DD1.1, DD1.2) пристрою управління, докладно описаного в [3]. З пристрою виключений RS-тригер, тому що генератором управляє компаратор DA1. Комутуючі елемент (ключ) – сімістор VS1, підключений до генератору.Генератор виробляє імпульси частотою 10 кГц з шпаруватістю 10. Максимальна шпаруватості імпульсів обмежується лише часом включення сімістора. Для КУ208Г тривалість керуючого імпульсу повинна бути не менше 10 мкс. У вузол керування входить джерело живлення, зібраний на елементах VD1, VD2, С1, R1, R2. Транзистор VT2 – підсилювач потужності імпульсів генератора. Високий рівень з виходу компаратора запускає генератор імпульсів. У момент запуску пристрій споживає більший струм, який у перший момент підтримується напругою на конденсаторі С1.Затем відкривається сімістор VS1 і, через резистор R7 – транзистор VT1. Відкритий транзистор VT1 шунтується резистор R2, забезпечуючи тим самим ще більший струм живлення. Світлодіод HL1 служить для індикації включення навантаження. Робота компаратора DA1 докладно описана в [2]. Опорне напруга, що подається на висновок 5, встановлює верхній поріг срабативанія.Велічіна гістерезису передатної характеристики

u-za-p3.gif

де R9 '- опір верхній за схемою частині (до движка) резистора R9; R9 "- опір нижній за схемою частини (від движка) резистора R9. Коли вхідний сигнал досягає верхнього порогу спрацьовування компаратора, тобто Uоп. на виході DA1 встановлюється напруга логічного "0". Генератор при цьому вимикається, тиристори VS1 залишається закритим, і навантаження відключається від мережі. Якщо після цього вхідна напруга зменшується щодо Uon на величину Uг, то на виході знову встановлюється рівень "1", і навантаження підключається до мережі. Величину гістерезису, а отже, і нижній поріг спрацьовування компаратора регулюють резистором R9.

Деталі та конструкція. Трансформатор Т1 повинен бути розрахований на напругу первинної обмотки 380 … 400 В. Він може бути як готовим, так і допрацьованим. Доопрацювання полягає в намотуванні додаткового кількості витків первинної обмотки, відповідного 380 В. Вторинна обмотка трансформатора повинна бути розрахована на напругу 4 … 5 В при номінальній напрузі мережі (220 В).

Джерелом опорного напруги Uo "для компаратора DA1 може служити стабілізатор будь-якої конструкції (на схемі він не показаний). Конденсатор СЗ пригнічує можливі радіоперешкоди та поліпшує форму вихідної напруги. Він повинен мати робоче напругу не нижче 500 В. Настроювання пристрою зводиться до встановлення порога спрацювання компаратора DA1 і підбору номіналу резистора R6 для надійного спрацювання сімістора VS1.

Для установки порога спрацьовування компаратора DA1 на вхід пристрою через ЛАТР подають напругу в межах допуску мережі – зазвичай не вище 240 … 245 В. Після цього вимірюють значення напруги на конденсаторі С4. Напруга такої ж величини подається на висновок травня DA1 і є Uon. Потім, зменшуючи вхідна напруга, резистором R9 встановлюють бажаний поріг включення компаратора.

У зв'язку з відносною складністю виготовлення трансформатора Т1, можна застосувати бестрансформаторних схему компаратора, докладно описану в [4].

У запропонованих варіантах ІМС DD1 використовується не повністю (є вільні елементи). Щоб усунути цей недолік, пропоную генератор на ІМС DD1 замінити генератором за схемою, показаної на рис.3 [5].

u-za-p4.gif

Період коливань генератора

Т = R2 • С1 • / П2.

Управління генератором здійснюється по входу блокування (висновок 4) з 'виведення 7 компаратора DA1 (рис.2). При рівні логічної "1" на вході блокування (висновок 4), блокування таймера відключена. При подачі логічного "0" блокування включається, і таймер з будь-якого активного стану переходить у пасивний (виключення), тобто переривається генерація.

Запобіжники FU1, FU2 на мал.1 і мал.2 – квартирні запобіжники ("пробки"). Сімістор КУ208 бажано встановити на тепловідвід. Замість сімістора можна застосувати два тиристора КУ202, включивши їх зустрічно-паралельно для збільшення комутованій потужності. Конденсатор С1 повинен мати мінімальний струм витоку. При необхідності збільшення потужності, віддається блоком живлення, номінали резисторів R1 і R2 зменшують, а номінал конденсатора С1 – збільшують.

Література

1. Мілюшін А. Пристрій теплового захисту електронних годинників. – Радіоаматор, 1998, N4, С.30.
2. Алексенко А.Г. та ін Застосування прецизійних аналогових мікросхем. – М.: Радіо і зв'язок, 1985, 186 с.
3. Іванов А. Електронний рубильник. -Радіо, 1992, N5, С.17.
4. Леонтьєв А. Сигнальне пристрій на двухпороговом компараторі. – Радіо, 1992, N2.C.36.
5. Найдер В.3. Функціональні пристрої на мікросхемах. – М.: Радіо і зв'язок, 1985.

А. ІЛЬЇН, Г.С.-Петербург.

(РЛ 3 / 99)