На страницах журнала неоднократно публиковались
описания устройств, защищающих бытовую
радиоаппаратуру от колебаний напряжения в сети.
В предлагаемой вниманию читателей статье
рассказано об автомате, способном реагировать
как на повышение, так и на понижение напряжения. В
нем использована всего одна микросхема.
Схема автомата показана на рис. 1.
Напряжение сети через гасящий конденсатор С4
поступает на выпрямительный.
Для нормальной работы автомата необходимо, чтобы
порог срабатывания триггера на ОУ DA1.2 был выше.
чем на ОУ DA1.3. Если значение выходного напряжения
пикового детектора находится между этими
порогами, уровни на выходах триггеров таковы, что
соединенные с ними диоды VD7 и VD8 закрыты.
Генератор на ОУ DA1 4 работает, формируя на выходе
импульсы частотой приблизительно 1,5 кГц. Это
состояние автомата соответствует напряжению в
сети, находящемуся в допустимых пределах.
При повышении или понижении
напряжения один из триггеров изменит состояние,
что приведет к открывайте вязанного с ним диода и
срыву колебадиодный мост VD2. Резистор R1 служит
для разрядки конденсатора С4 после выключения
устройства. С выхода моста VD2 пульсирующее
напряжение поступает на делитель R3R4, а с него —
на вход пикового детектора, построенного на
операционном усилителе (ОУ) DA1.1 и элементах VD6, С5 и
R12. Малое прямое сопротивление диода VD6
обеспечивает быструю зарядку конденсатора С5 до
амплитудного значения напряжения в точке
соединения резисторов R3 и R4, пропорционального
сетевому. Диод VD5 защищает ОУ от повреждения при
чрезмерно высоком напряжении в сети.
Когда напряжение на входе пикового
детектора ниже того, до которого заряжен
конденсатор С5, последний разряжается через
резистор R12 и входные сопротивления ОУ DA1 1—DA1 3.
Постоянная времени разрядки выбрана таким
образом, чтобы при минимальном размахе пульсаций
на выходе пикового детектора обеспечить
достаточно быструю реакцию автомата на
уменьшение напряжения в сети.
Выходное напряжение пикового
детектора поступает на входы триггеров Шмитта,
собранных на ОУ DA1 2 и DA1.3.
Ширина зон гистерезиса триггеров зависит от
номиналов резисторов R10 и R11, с помощью которых
осуществляется положительная обратная связь На
неинвертирующие входы ОУ DA1.2 и DA1.3 с движков
подстроечных резисторов R6 и R7 поступает
образцовое напряжение. Если напряжение на входе
триггера превышает уровень, заданный с помощью
подстроечного резистора R6 (R7), напряжение
навыходе ОУ DA1.2 (DA1.3) — нулевое, в противном случае
оно практически равно напряжению питания
микросхемы DA1. Итак, если сетевое
напряжение находится в допустимых пределах,
импульсы генератора через разделительный
конденсатор С7 и делитель R15R16 поступают на базу
транзистора VT1, а с коллектора последнего через
согласующий трансформатор Т1 — на симистор VS1 и
открывают его. Нагрузка подключена к сети
Светодиод HL1 сигнализирует об этом. Резистор R19
ограничивает ток управляющего электрода
симистора Диод VD9 защищает транзистор VT1 от
высоковольтных импульсов возникающих на обмотке
I трансформатора в момент закрытия ключа.
Резистор R13 и конденсатор С6 генератора
подключены к искусственной средней точке,
образованной делителем напряжения R9R14
Выпрямленное диодным мостом VD2
напряжение через резистор R2 и диод VD3 поступает
также на параметрический стабилизатор на
стабилитроне VD4 Полученное напряжение 12В
используется для питания микросхемы DA1. Каскад на
транзисторе VT1 питают через разделительный диод
VD1, это предотвращает проникновение импульсных
помех в цепи питания микросхемы DA1 и на вход
пикового детектора.
Автомат собран на односторонней
печатной плате чертеж которой приведен на рис.
2 (вид со стороны печатных проводников) Она
рассчитана на установку постоянных резисторов
МЛТ подстроечных R6 и R7 — СПЗ-16а. Оксидные
конденсаторы С1 и СЗ — К50-35 Конденсатор С4 — К73-17
на рабочее напряжение не менее 400 В. Остальные
конденсаторы — К10-7, КМ Трансформатор Т1 намотан
на кольцевом магнитопроводе типоразмера К10х6х3
из феррита 1000НН. Обмотка I содержит 300, II — 150
витков провода ПЭВ-2 0,1. Симистор VS1 закреплен на
плате с помощью металлического уголка.
Микросхема К1401УД2А заменима на К1401УД2Б
Транзистор VT1 — любой из серий КТ315 или КТ3102.
Выпрямительный мост можно собрать из четырех
диодов КД102Б. Стабилитрон VD4 должен быть
рассчитан на напряжение 10 15 В при максимальном
токе стабилизации 30 50 мА.
Кроме указанного на схеме, подойдут Д814Г либо два
соединенных последовательно КС 156А или КС 168А
Остальные диоды — любые из серий КД521, КД522.
Регулировка автомата заключается в
установке требуемых порогов срабатывания.
Нижнего — подстроечным резистором R7, верхнего —
R6. Иногда при первом включении устройства
оказывается, что в нагрузку подается лишь один
полупериод сетевого напряжения (лампа
накаливания, подключенная к розетке XS1, светится
вполнакала) Причина этому — ошибочное
подключение обмоток трансформатора Т1, из-за чего
на управляющий электрод симистора VS1 поступают
импульсы положительной полярности. Для
устранения дефекта достаточно поменять местами
выводы любой из обмоток трансформатора.
ЛИТЕРАТУРА
1 Нечаев И. Автомат защиты сетевой аппаратуры от
скачков напряжения — Радио, 1996 № 10 с 48 49
2 Устройство защиты радиоаппаратуры от
превышения сетевого напряжения — Радио, 1997 № 6 с
44 45
