Для випробування при першому включенні збираються конструкцій побутових радіоелектронних виробів необхідно мати у своєму розпорядженні таке УЕП, яке при виявленні помилки моментально вимкне його електроживлення і видасть сигнал. Існує багато різних схемно-технічних рішень цієї задачі, одне з яких розглянуто в даному УЕП. Воно призначене для живлення РЕА і електричних виробів напругою постійного струму 20-25 В. На виході УЕП діє високостабілізірованное напругу, яка допускає струм навантаження 1,2-1,5 А. Вихідна потужність УЕП – не менше 40 Вт.

Включене в УЕП релейне захисний пристрій гарантує від псування дорогих і часом дефіцитних ЕРЕ при виникненні перевантажень і коротких замикань. Більшість захисних пристроїв, що працюють у складі стабілізаторів напруги, розраховані на обмеження вихідного струму при перевантаженні і самоповернення в режим експлуатації після усунення причини перевантаження. У цих пристроях істотним недоліком є небезпека теплового пробою РЕ стабілізатора при збільшенні падіння напруги на ньому в режимі обмеження струму. Описуване релейне захисний пристрій відрізняється від відомих тим, що, працюючи в складі стабілізатора, воно автоматично, без додаткових перемикань після усунення причини спрацювання, знову виходить на робочий режим і повністю відновлює ланцюг живлення. Область застосування УЕП не обмежується функціями вогнегасника, його можна використовувати як вбудованого в апаратуру БП, а також при виконанні регулювальних і монтажних робіт та харчування малопотужного електропаяльника.

Принципова електрична схема УЕП з релейним захистом наведена на рис. 2.5. До складу УЕП включені наступні функціональні вузли: вхідний пристрій, мережевий понижуючий трансформатор харчування 77, випрямляч, працює на ємнісний фільтр, стабілізатор напруги, захисне релейне пристрій і вихідний пристрій.

Підключення УЕП до мережі здійснюється за допомогою електричного з'єднувача XI типу «вилка», змонтованого з електричним шнуром довжиною 1,5-2,3 м. Запобіжник F1 захищає вхідні кола від перевантажень і спрацьовує, якщо струм навантаження перевищує 1,5 А. При замиканні контактів перемикача S1 загоряється неонова лампа тліючого розряду / / /, що сигналізує про готовність УЕП до роботи. Встановлені на вході конденсатори С / і С2 є фільтром, що захищає від перешкод, які проникають в мережу живлення змінного струму.

– Напруга змінного струму 220 В частотою 50 Гц після включення в мережу подається на первинну обмотку мережевого понижуючого трансформатора 77, який виготовляється на броньовий магнітопроводі типу ШЛ, або Ш, активна площа поперечного перерізу сталі центрального стрижня не перевищує 8 см2. Трансформатор має три обмотки, ізольовані між собою шарами з Лакотканини і кабельного паперу, одна з цих обмоток є екраном. Трансформатор має дуже просту конструкцію і цілком доступний для виготовлення в домашніх майстрів. Моточні дані мережевого понижуючого трансформатора наведені в табл. 2.11. У УЕП можна застосувати покупної трансформатор типу ТА, ТН або ТПП з коефіцієнтом трансформації 6,5—6,9.

Мережевий трансформатор забезпечує додаткові функції по гальванічної розв'язки вторинних ланцюгів

Рис. 2.5. Схема пристрою електроживлення з релейним захистом.

Таблиця 2.11. Моточні дані мережевого понижуючого трансформатора у пристрої електроживлення з релейним захистом

 

 

 

 

 

 

Опору

Позначення трансформатора на схемі і тип

Л \ агнітопро-вод, марка сталі і товщина, мм

Обмотка

Висновки

Марка і діаметр проводу, мм

Число витків

ня постійному струму, Ом (граничне відхилення ± 15%)

конструкції

 

 

 

 

77, броньовий, з однією котушкою

ШЛ25Х25 або

Ш20Х32; кручений стрічковий або шихтованний

I

Екран

II

1—2 0

3—4

ПЕВ-2; 0,21

ПЕВ-2; 0,21 ПЕВ-2; 0,69

2800

1 шар 408

118 6,2

УЕП від мережі змінного струму і високу електробезпеку при роботі із зниженою напругою на вторинній обмотці. При виготовленні трансформатора необхідно особливу увагу звернути на якість обмотувальних проводів і підвищену міцність ізоляції між рядами і обмотками.

Випрямляч УЕП зібраний на чотирьох випрямних діодах середньої потужності VD1—VD4 за однофазною двухполуперіодної схемою Греца, яка забезпечує підвищену частоту пульсацій випрямленої напруги постійного струму, досить повне використання габаритної потужності мережевого трансформатора, знижений зворотна напруга на комплекті випрямних діодів. Збираються діоди на діелектричної платі або на струмонепровідних спеціальної пасти, але кращим є монтаж діодів на металевому підставі, яке одночасно служить теплоотводом потужності розсіяння. При цьому діоди повинні встановлюватися через ізоляційні прокладки.

Випрямляч працює на ємнісний фільтр, зібраний на електролітичних конденсаторах СЗ і С4Уякі мають велику ємність і згладжують пульсації випрямленої напруги постійного струму. Розрахунок випрямного пристрої з ємнісним фільтром докладно викладено в літературі [9, 17].

Випрямлена напруга через постійно замкнуті контакти реле Л7.5 подається на стабілізатор напруги, зібраний за звичайною схемою на транзисторах VT1—VT3. Стабілізатор працює за традиційним способом з обмеженням вихідного струму при перевантаженні. Струм обмеження визначається опором резистора R5 і може досягати 4 А. Номінальний струм навантаження знаходиться в межах від 1,4 до 1,8 А. Стабілізатор забезпечує високий рівень стабілізації вихідної напруги при зміні вхідного і живлячої напруги в широких межах.

При включенні УЕП, коли стабілізатор входить в режим обмеження струму навантаження, починає зменшуватися напруга на його виході і при зменшенні його до номінального значення захисний пристрій не працює. Струм навантаження, як видно зі схеми, розподіляється по ланцюгах через контакти К1.2 і обмотку реле Л7, через контакти / С /. / і обмотку реле К2 і через змінний резистор R8. При регулюванні та налагодженню УЕП резистором R8 встановлюється струм спрацювання реле К1 і К2. При короткому замиканні або перевантаженні спрацьовують одночасно обидва реле. Контактами К1.2 (У звичайному стані вони нормально замкнуті) відключається навантаження, а контактами К1Л і К2.1 включається індикаторна лампочка Н2, встановлена ​​на лицьовій панелі. У цей же момент розмикаються контакти Л7. /, Включаючи резистор R8 послідовно з обмоткою реле К2, і таким чином обмежується струм, що проходить через обмотку релеК2, і струм короткого замикання. Реле К2 в момент перевантаження залишається включеним.

Щоб уникнути спрацьовування захисного пристрою у момент включення, необхідно його відрегулювати так, щоб струм, що проходить через обмотку реле / ​​02, був значно менше струму перевантаження або струму короткого замикання, а струм обмотки реле К1 був мінімальним, але більше струму відпускання. Струм спрацювання реле К2 повинен бути близьким току відпускання. Для цього підбирають діелектричну прокладку, яку встановлюють під якір реле К2. Після відключення УЕП від мережі і усунення причини перевантаження його включають знову. Однак пристрій захисту допускає не відключати УЕП від мережі, а роз'єднати навантаження в роз'ємах Х2 і ХЗ. У цьому випадку струм, що протікає через ланцюг навантаження і обмотку реле К2, зменшиться і воно відключиться. Одночасно відключиться індикаторна лампочка Н2, і обмотка релеК1знеструмиться. УЕП встановлюється у вихідне положення.

У УЕП з релейним захистом застосовані наступні комплектуючі ЕРЕ: мережний понижуючий трансформатор живлення 77 типу ШЛ; транзистори vti типу КТ803А, vt2 — КТ815В, vt3 — KT814B; випрямні діоди vd1—vd4 типу КД202К; стабілітрони vd5 типу Д818А, vd6 — Д818А, vd7 — Д818А, vd8 — Д818А, vd9 — Д818А; конденсатори С / типу МБМ-1-500В-0, 1 мкФ, с2 – МБМ-1-500В-0,1 мкФ, сз – K50-6-50B-50 мкФ, с4 – K50-6-50B-4000 мкФ, с5 – K10-7B-50B-100 пФ, С6 – K50-6-50B-100 мкФ, с7 – K50-6-50B-100 мкФ; резистори ri типу ВСА-2-220 кОм, r2 – ВСА-0 ,25-330 Ом, r3 — ВСА-0,25-110 Ом, r4 — ВСА-0 ,25-680 Ом, r5 – ВСА-0 ,5-2, 7 кОм, r6 — ВСА-0,25-2,7 кОм, r7 — C5-36B (ПЕВР)-15Вт-47 Ом, r8 – ППБ-15Вт-220 Ом; індикаторні лампочки hi типу ТН-0, 2, н2 – МН-26В-0, 16 А; запобіжник f1 типу ПМ-1-1, 5 А; перемикач s1 типу П1Т-1-1; електричні з'єднувачі xi типу «вилка», х2, хз типу КМЗ-1; ІП pv1 типу М4208.

При монтажі, регулюванню і ремонту УЕП можуть бути застосовані інші аналогічні комплектуючі ЕРЕ, не погіршують його електричні параметри і технічні характеристики. Наприклад, резистори типу ВСА можна замінити на резистори типів MJ1T, OMJ1T, МТ, Улі, С1-4 з зазначеними вище номіналами опорів, конденсатори типу К50-6 – на К50-3, К50-18, К50-20, випрямні діоди типу КД202К – на КД226В, Д246, Д237Б, стабілітрони типу Д818А – на Д814Г, Д815Д, Д816А. Як електромагнітних реле можна застосувати реле типу МКУ-48 з опором обмотки 280 Ом при напрузі спрацьовування 24 В або реле типу РВМ-2С-110.

Технічна характеристика

пристрої електроживлення з релейним захистом

Номінальна напруга мережі живлення

змінного струму, В ……………………………. 220

Номінальна частота живильної мережі

змінного струму, Гц ………………………….. 50

Межі зміни напруги живильної

мережі змінного струму, В. …………………….. 187-242

Межі зміни частоти живильної мережі

змінного струму, Гц ………………………….. 49,5-50,5

Коефіцієнт нелінійних спотворень живильної

мережі змінного струму,%, не більше ………… 12

Коефіцієнт стабілізації при номінальному струмі

навантаження, не менш ……………………………… 300

Амплітуда пульсацій вихідної напруги

при номінальному струмі навантаження, мВ, не більше. . 2 Номінальний струм навантаження, а 1,4 … 1,8

Максимальний струм навантаження, А. ………………………. 4

Вихідна стабілізована напруга, В …. 20-25

Вхідна випрямлена напруга, В ……………. 32-35

Межі регулювання струму спрацювання

захисного пристрою, А …………………………… 0,5-4

Максимальна потужність пристрою, Вт ………….. 60

Потужність, споживана УЕП в режимі

холостого ходу, мВт ………………………………….. 55

Опір ізоляції струмовідних частин пристрою між собою і між металевими

частинами конструкції, МОм, не менш …………….. 10

Зміна стабілізованої напруги на виході пристрою при зміні напруги живильної мережі від 187 до 242 В, В, не більше. . . 0,8 Перешкодозахищеність УЕП з металевим екраном при напруженості зовнішнього

електромагнітного поля, дБ, не менш ………….. 100

Ккд,%, не менше …………………………………….. … 70

Умови експлуатації:

температура навколишнього середовища, ° С. ……………….. 10 … 40

відносна вологість повітря

при температурі 20 ° С,%, не більше ……………….. 85

атмосферний тиск повітря, кПа (мм рт. ст.):

підвищений …………………………………………. ….. 120 (900)

знижений …………………………………………. …… 26,7 (200)

Література:

Сидоров І. Н. С34 Саморобні електронні пристрої для будинку: Довідник домашнього майстра .- СПб.: Лениздат, 1996 .- 352 е.. мул.