Vorrichtung zum Schutz von Haushaltsgeräten vor Netzspannungsschwankungen. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Schutz der Geräte vor Notbetrieb des Netzes, unterbrechungsfreie Stromversorgungen

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Die Verbreitung neuer komplexer und teurer Haushalts- und Elektronikgeräte erfordert zuverlässige Mittel, um diese vor Spannungsschwankungen im Netzwerk zu schützen. Auf den Seiten des Magazins wurden viele Beschreibungen von Geräten für ähnliche Zwecke veröffentlicht, die meisten davon basieren jedoch auf Mikroschaltungen, die für Bewohner ländlicher Gebiete abseits von Großstädten noch immer unzugänglich sind. Sie sind jedoch diejenigen, die am meisten unter plötzlichen Schwankungen der Netzspannung leiden. Der Autor schlägt vor, eine Schutzvorrichtung aus weit verbreiteten diskreten Elementen zusammenzubauen.

Wenn die Netzspannung die bei der Einstellung eingestellten Grenzen überschreitet, wird das Gerät, dessen Diagramm in Abb. 1, trennt die Last vom Netzwerk und schaltet sie eine Minute nach Wiederherstellung der normalen Spannung wieder ein. Die Lastleistung sollte 2 kW nicht überschreiten.

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Mit einem Gleichrichter mit Dioden VD1, VD5 und einem „Quenching“-Kondensator C1 wird eine konstante Spannung proportional zur Netzwechselspannung erhalten. Die durch die Zenerdiode VD2 stabilisierte Ausgangsspannung des zweiten Gleichrichters (Löschkondensator C2, Dioden VD3 und VD4) versorgt alle Komponenten des Geräts mit Strom.

Die Motoren der angepassten Widerstände R6 und R9 sind so installiert, dass, wenn die Netzspannung die Grenzen von 180...240 V nicht überschreitet, die vom ersten von ihnen entnommene Spannung größer ist als die Stabilisierungsspannung des Zeners Diode VD6 und von letzterer - weniger als die Stabilisierungsspannung der Zenerdiode VD7 . Infolgedessen ist der Transistor VT1 offen und VT2-VT4 geschlossen und es fließt kein Strom durch die Sendediode des Optokopplers U1.

Sinkt die Netzspannung unter 180 V, wird der Transistor VT1 geschlossen und VT2 geöffnet. Bei Spannungen über 240 V sind die Transistoren VT3 und VT4 geöffnet. In beiden Fällen fließt Strom durch die Sendediode des Optokopplers U1.

Das Betätigungselement, das die Last verbindet und trennt, ist der Triac VS1. Im Stromkreis seiner Steuerelektrode ist über den Widerstand R16 und die Diodenbrücke VD8 ein Optokoppler-Dinistor U2 angeschlossen, der unter dem Einfluss von Impulsen mit einer Frequenz von etwa 4 kHz öffnet, die von einem Generator an einem Unijunction-Transistor VT6 in der Basis erzeugt werden Schaltung, in der sich eine Sendediode des Optokopplers U2 befindet. Der Generator arbeitet, wenn der Transistor VT5 geschlossen ist. Der Triac VS1 empfängt Öffnungsimpulse und die Last erhält Netzspannung. Um dies zu signalisieren, leuchtet die Neonlampe HL2 auf.

Ein offener Transistor VT5, der einen Unijunction-Transistor VT6 umgeht, unterbricht die Erzeugung. In diesem Zustand bleiben der Optokoppler-Dinistor U2 und der Triac VS1 geschlossen, sodass die Last vom Netzwerk getrennt wird und die HL2-Lampe nicht leuchtet.

Die Neonlampe HL1 signalisiert das Vorhandensein von Spannung im Netz und die Funktionsfähigkeit des Sicherungseinsatzes FU1

Beim Anlegen der Netzspannung an das Schutzgerät fließt ein kurzzeitiger Stromimpuls durch die Sendediode des Optokopplers U1. Der unter dem Einfluss eines Impulses geöffnete Dinistor des Optokopplers U1 bleibt in diesem Zustand, bis der Ladestrom des Kondensators C5 kleiner wird als der Schließstrom des Dinistors. Der Transistor VT5 ist aufgrund des Entladestroms des Kondensators C5 über den Widerstand R12 offen. Der Entladevorgang dauert 65...75 s, danach schließt der Transistor VT5, der Impulsgenerator am Transistor VT6 beginnt zu arbeiten und die Last wird mit Netzspannung versorgt. Dies ist der normale Betriebsmodus des Geräts.

Wenn die Netzspannung die festgelegten Grenzen überschreitet, fließt Strom durch die Sendediode des Optokopplers U1 (wie oben erwähnt) und der Dinistor dieses Optokopplers öffnet. Der Kondensator C5 lädt sich schnell auf. Dies führt zum Öffnen des Transistors VT5 und zum Trennen der Last vom Netzwerk. Diese technische Lösung beseitigt das Problem des wiederholten falschen Ein- und Ausschaltens der Last, wenn die Netzspannung in die Nähe eines der Grenzwerte schwankt. Der Kondensator C5 ist bei der ersten kurzzeitigen Ausgabe der Netzspannung über die festgelegten Grenzen hinaus vollständig aufgeladen. Wiederholte Überschreitungen der Schwellen (bis zum Ende der Entladung, die, wie oben erwähnt, etwa eine Minute dauert) führen lediglich zu einer Wiederaufladung des teilweise entladenen Kondensators und einer Verlängerung der Verschlusszeit. Dadurch ist ein zuverlässiges, ratterfreies Schalten der Last gewährleistet.

Das Autorenexemplar des Gerätes ist auf acht Montageleisten mit je zehn Zweiblattkontakten klappbar montiert. Es kann auch auf einer einseitigen Leiterplatte montiert werden, wie in Abb. 2.

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Der VS1-Triac ist mit einem Stiftkühlkörper in den Maßen 60x55 mm ausgestattet. Die Widerstände R3 und R4 sind direkt an die Anschlüsse der Kondensatoren C1 und C2 angelötet. Das gesamte Gerät ist in einem entsprechend dimensionierten Gehäuse aus Isoliermaterial untergebracht. Auf der Frontplatte des Gehäuses befinden sich die Neonlampenfassungen HL1, HL2 und ein Sicherungshalter FU1.

Kondensatoren C1 und C2 – MBGCH, C3 – K50-24, C4 und C5 – K50-6; C6 – MBM. Alle Permanentwiderstände sind MLT, die Abstimmwiderstände sind SPZ-38g. Ein Ersatz für KD105B sind alle Gleichrichterdioden mit einem Strom von mindestens 0,3 A und einer Sperrspannung von mehr als 300 V (Serie D226 KD20b, KD109). Die Diodenbrücke KTs407A kann durch andere mit ähnlichen Parametern ersetzt werden, beispielsweise die Serien KTs402, KTs405, oder aus separaten KD105B-Dioden zusammengesetzt werden. Die Zenerdiode KS515A wird durch zwei in Reihe geschaltete D814A und D814B (VD6) und D814D (VD7) ersetzt ) - andere Low-Power-Modelle mit Stabilisierungsspannung, jeweils 8...10 V und 12...14 V.

Anstelle der KT315V-Transistoren reichen alle KT503-, KT3102- und KT3117-Serien aus, und KT3102B (VT5) ersetzt KT3102V, KT3102D, KT3117A oder eine Kombination aus zwei KT315V. Die Optokoppler AOU103B können durch AOU103V oder besser noch durch AOU115G oder AOU115D ersetzt werden. Bei einer Lastleistung von bis zu 1,4 kW kann der Triac TS122-25 durch einen TS112-10 oder TS106-10 der Spannungsklasse mindestens 4 und bei 0,7 kW durch einen KU208G ersetzt werden.

Um das Schutzgerät zu konfigurieren, benötigen Sie einen einstellbaren Spartransformator (LATR), ein Wechselspannungsmessgerät und eine Last – eine 220-V-Glühlampe mit einer Leistung von mindestens 40 W. Beim Aufbau empfiehlt es sich, als C5 einen Kondensator mit einer Kapazität von 1...2 μF einzubauen. Dadurch wird die Einschaltverzögerung der Last verringert und die Anpassung der Schwellenwerte erleichtert. Bevor Sie mit der Einstellung beginnen, bewegen Sie die Schieberegler der Widerstände R6, R9 gemäß der Abbildung in die unterste Position. In diesem Fall wird die Last abgeschaltet.

Stellen Sie mit LATR die Eingangsspannung auf den unteren Grenzwert (180 V) und bewegen Sie den Schieberegler des Widerstands R6, bis die Last eingeschaltet ist. Normalerweise ist es möglich, eine Position zu finden, in der die Last ohne Eingriff von außen periodisch ein- und ausgeschaltet wird. Anschließend wird die Eingangsspannung auf die Obergrenze (240 V) erhöht und der Schutz erneut aktiviert, diesmal mithilfe des Trimmwiderstands R9. Es bleibt noch, den vorübergehend installierten Kondensator C5 durch eine Standardkapazität von 200 μF zu ersetzen und die Dauer der Lasteinschaltverzögerung zu überprüfen.

Da die Stromkreise des Geräts unter Netzspannung stehen, müssen bei der Einstellung die elektrischen Sicherheitsregeln beachtet werden.

Autor: A. Kuzema, Gatschina, Gebiet Leningrad.

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