Halbautomatischer Schutz von Funkgeräten vor Überspannungen. Schema, Beschreibung

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Halbautomatisches Gerät zum Schutz von Funkgeräten vor Überspannungen. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Schutz der Ausrüstung vor dem Notbetrieb des Netzwerks

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Der Schutz von Haushaltsfunkgeräten vor „Sprüngen“ und starken Abweichungen der Netzspannung von der Norm bleibt für viele Regionen unseres Landes ein Problem mit unvorhersehbaren Folgen. Der Autor des Artikels analysiert die Situation und teilt seine persönlichen Erfahrungen mit der praktischen Lösung dieses Problems mit.

Die vorgeschlagene Vorrichtung schützt die Funkausrüstung, indem sie sich schnell vom Netz trennt, wenn sich ihre Spannung über die zulässigen Grenzen hinaus ändert. Es ist vor allem in der Nähe von Freileitungen relevant, wo die Wahrscheinlichkeit von Leitungskurzschlüssen, beispielsweise bei starken Windböen, hoch ist. Besonders gefährlich ist der Kurzschluss einer der Phasenadern gegen „Null“. Gleichzeitig steigt die Spannung im Netzwerk auf 380 V. In solchen Fällen brechen normalerweise die Oxidkondensatoren der Stromversorgung und der Elektrolyt tritt aus, was den Betrieb des einen oder anderen Funkgeräts beeinträchtigt.

Auch die Reduzierung der Netzspannung auf 160 V ist gefährlich, insbesondere für Schaltnetzteile. In solchen Fällen arbeiten sie mit Dauerstrombelastungen durch den Leistungstransistor, was zu dessen Ausfall durch Überhitzung führen kann.

Halbautomatischer Schutz von Funkgeräten vor Überspannungen

Ein halbautomatisches Gerät, dessen Schema in Abb. 1 gezeigt ist, hilft mir, die beschriebenen Probleme zu lösen. 1996. Es unterscheidet sich von einem ähnlichen Gerät, das in dem Artikel von I. Nechaev "Automatisches Gerät zum Schutz von Netzwerkgeräten vor Überspannungen" ("Radio", 10, Nr. 48,49, S. 1) beschrieben ist, es unterscheidet sich hauptsächlich nur darin, wann "Sprung" Spannung trennt die Last vom Netz und kann erst nach Drücken der Starttaste SBXNUMX wieder eingeschaltet werden. Bei der zuvor beschriebenen Maschine wird beim "Wandern" der Netzspannung die Last intermittierend gespeist - eine sehr ungünstige Betriebsweise für jegliche Funkgeräte, insbesondere PCs und Fernseher.

Die Basis des vorgeschlagenen halbautomatischen Geräts ist ein leistungsstarkes elektromagnetisches Relais K1. Um seine Wicklung mit Gleichstrom zu versorgen, wird ein Gleichrichter MOCTVD1-VD4 verwendet, der über die Löschkondensatoren C1 und C2 mit dem Netzwerk verbunden ist. Schalten Sie das Gerät durch kurzes Drücken der Taste SB1 ein. In diesem Fall zieht das Relais K1 an und seine Schließerkontakte K 1.1 sperren die Kontakte des Starttasters. Der Kondensator C1 liefert den erforderlichen Anlaufstrom für das eingeschaltete Relais. Im Betriebsmodus wird das Relais bis zu einer Netzspannung von mindestens 2 V durch den durch den Kondensator C160 fließenden Strom gehalten. Beim Einrichten des Gerätes muss die Kapazität des Kondensators C2 (und ggf jeder Relaistyp.

Wenn die Netzspannung auf 240 V ansteigt, öffnen die Zenerdioden VD7 und VD8. Gleichzeitig wird der Optokoppler U1 aktiviert und der Trinistor VS1 öffnet, wodurch der Stromversorgungskreis der Relaiswicklung K1 gesperrt wird. Dadurch fällt das Relais ab und seine sich öffnenden Kontakte K1.1 trennen die Last des Gerätes vom Wechselstromnetz.

Der Kondensator C3, ein Shunt-Widerstand R3 im Steuerkreis des Trinistors VS1, verhindert das Auslösen des Überspannungsschutzes. Die Widerstände R1, R2 begrenzen die Stromstöße durch die Kontakte der Starttaste SB1 und sind gleichzeitig "Sicherungen" im Falle eines Ausfalls des Kondensators C1 oder C2.

Die Diode VD5 verbessert die Leistung des Geräts, die hauptsächlich durch den verwendeten Relaistyp bestimmt wird und einen Bruchteil einer Sekunde beträgt. Die Auslösezeit des im beschriebenen Gerät verwendeten RENZZ-Relais überschreitet 4 ms nicht, was für einen zuverlässigen Betrieb des Schutzes völlig ausreicht. Der Widerstand R5 begrenzt den durch den Optokoppler LED U1 fließenden Strom. Durch Auswahl (innerhalb von 8 ... 25 kOhm) ist es möglich, in kleinen Werten (5 ... 10 V) die Schutzschwelle für das Überschreiten der Eingangsspannung einzustellen.

Strukturell ist das halbautomatische Gerät in Form eines tragbaren Verlängerungskabels ausgeführt. An seiner vorderen Wandabdeckung befindet sich eine Steckdose X2, ein Tastschalter SB1 (KM2-1 oder P2K ohne Befestigung) und eine Anzeige VL1. Ein elektromagnetisches Relais (RENZZ), ein VS1-Trinistor und alle anderen Teile sind auf einer Leiterplatte aus einseitigem Folienmaterial montiert, die in einem Kunststoffgehäuse untergebracht ist.

Das Relais K1 kann beliebiger Art sein, für eine Betriebsspannung von 12 ... 60 V, und seine Kontakte sind für einen Strom von mindestens 2 ... 3 A bei einer Netzspannung von 220 V ausgelegt Nennspannung des Kondensators C4 sollte entsprechend sein.

Kondensatoren C1 und C2 - K73, MBM, MBGO für eine Nennspannung von mindestens 350 V (C2 ist um 400 V besser). Die Zenerdioden VD7 und VD8 sind mit ähnlichen austauschbar, deren Gesamtstabilisierungsspannung 310 bis 340 V bei einem Strom von 10 ... 12 mA betragen kann. Bei einer niedrigeren Gesamtstabilisierungsspannung dieser Geräte (250 ... 300 V) sollte der Widerstand R5 30 ... 47 kOhm betragen und mehr Verlustleistung aufweisen. In diesem Fall ist es möglich, die Instabilität der Ansprechschwelle des Schutzes zu erhöhen.

Es ist zulässig, den Dioden-Optokoppler AOD101A (U1) durch einen Transistor der Serie AOT110 oder AOT127 zu ersetzen, indem der Widerstand R4 an den Emitter des Fototransistors, die Anode des Trinistors VS1 an den Ausgang seines Kollektors angeschlossen und ein Widerstand mit a installiert wird Widerstand von 1 MΩ zwischen Basis und Emitter. Gleichzeitig kann der Trinistor auch mit großem Steuerstrom betrieben werden, beispielsweise die Serien KU201 oder KU202.

Die Einrichtung des Geräts reduziert sich hauptsächlich auf die Auswahl der Kondensatoren C2 und C1. Bei Auswahl des ersten erreichen sie das Ausschalten des Geräts, wenn die Netzspannung auf 160 ... 170 V abfällt, und das zweite - zuverlässige Einschalten mit der Starttaste SB1. Die Auswahl des Widerstands R5 ist ebenfalls möglich - um einen zuverlässigen Betrieb des Schutzsystems bei einer Netzspannung von mehr als 240 ... 250 V zu gewährleisten. Gleichzeitig sollte man elektrische Sicherheitsmaßnahmen nicht vergessen - schließlich alle Elemente von das Gerät galvanisch mit dem Hochrisiko-Stromnetz verbunden ist.

Abschließend noch einige praktische Hinweise zu möglichen Änderungen am Schutzgerät selbst. Wenn bei der Auswahl der Hochspannungs-Zenerdioden VD7 und VD8 Schwierigkeiten auftreten, kann eine KS533A-Zenerdiode mit einem zusätzlichen KT940A-Transistor verwendet werden, wie in Abb. 2a. Der variable Widerstand R8 stellt die Schwellenspannung des Schutzsystems ein.

Halbautomatischer Schutz von Funkgeräten vor Überspannungen

Seine Zuverlässigkeit nimmt jedoch etwas ab, da der Transistor VT1 "unterbrechen" kann und das Gerät die Last nicht ausschaltet, wenn die Eingangswechselspannung überschritten wird. Zenerdioden schließen in der Regel nicht „kurz“, was nur zu einer Lastabschaltung führt.

Das Gerät kann vereinfacht werden, indem der Trinistor VS1 und der Optokoppler U1 durch einen Optothyristor mit geeigneter Leistung ersetzt werden - mit einem Ausgangsimpulsstrom von mindestens 1 A, beispielsweise der AOU160-Serie. Ein halbautomatisches Gerät mit einem solchen Optokoppler sollte die Stromversorgung der Wicklung des Relais K1 zuverlässig sperren, indem es den Kondensator C4 schnell entlädt. Der gebräuchlichste Optokoppler der AOU103-Serie kann einem Impulsstrom von bis zu 0,5 A standhalten, was für einen zuverlässigen Betrieb des Geräts möglicherweise nicht ausreicht.

Im Allgemeinen kann der Optokoppler durch einen Impulstransformator mit geringer Leistung ersetzt werden. Geeignet ist beispielsweise der Anpassungstransformator des Verstärkers 34 eines tragbaren Transistorradios oder ähnliches, dessen Wicklungen 150 ... 300 Drahtwindungen PEV-2 0,15 ... 0,3 enthalten. An die Steuerschaltung des Trinistors VS1 (Abb. 3, b) ist eine Wicklung mit einer kleineren Windungszahl angeschlossen, und anstelle der Sendediode des Optokopplers U1 ist eine Wicklung mit einer großen Windungszahl angeschlossen. Die Widerstände R3 und R4 werden in diesem Fall aus dem Gerät entfernt.

Der langjährige Betrieb mehrerer halbautomatischer Maschinen, auch der mit den vorgenommenen Änderungen, zeigte ihren zuverlässigen Betrieb.

Für einen zuverlässigen Betrieb des Gerätes sollte ein Taster als SB1 eingebaut werden, der für den vollen Anlaufstrom des zu schützenden Gerätes ausgelegt ist. Es ist wünschenswert, im Anodenkreis des Thyristors VS1 einen Begrenzungswiderstand mit einem Widerstand von etwa 10 Ohm einzubauen, der den Thyristor vor einem möglichen Ausfall durch den Entladestrom des Kondensators C4 schützt.

Autor: A. Zelenin, Kartaly, Gebiet Tscheljabinsk; Veröffentlichung: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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