Gerät zum Schutz von Geräten vor anormalen Spannungen des Netzes. Schema, Beschreibung

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Gerät zum Schutz von Geräten vor anormalen Spannungen im Netzwerk. 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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Die vom Autor entwickelte Schutzvorrichtung ist in Bezug auf die ausgeführten Funktionen ähnlich der im Artikel von I. Kotov "Vorrichtung zum Schutz von Geräten vor Notnetzspannung" ("Radio", 2008, Nr. 8, S. 26, 27). Es enthält keinen Abwärtstransformator, und zum Schalten der Last wird ein Triac verwendet, wodurch die Schutzgeschwindigkeit erhöht wird.

Gerät zum Schutz von Geräten vor anormalen Netzspannungen
Fig. 1

Das vorgeschlagene Gerät trennt die Last vom 220-V-Netz, sowohl wenn die Netzspannung vorgegebene Werte überschreitet als auch unterschreitet. Die Basis des Geräts (Abb. 1) ist der DD1-Mikrocontroller, der nach dem Programm arbeitet, dessen Codes in der Tabelle aufgeführt sind. Die Begrenzungsdiode VD2 bildet aus der Netzspannung eine Wechselspannung (nahezu Rechteckspannung) mit einer Amplitude von ca. 18 V. Der Kondensator C1 ist strombestimmend, der Widerstand R3 begrenzt im angeschlossenen Zustand den Anlaufstrom und R1 sorgt dafür, dass der Kondensator C1 beim Ausschalten des Geräts entladen wird. Die Diode VD3 richtet diese Wechselspannung gleich und der Kondensator C3 glättet die Welligkeit. Der Stabilisator DA1 versorgt den Mikrocontroller mit einer Spannung von 5 V. Der Varistor RU1 schützt den Triac VS1 vor Spannungsspitzen beim Schalten einer induktiven Last.

Die Steuerung des Wertes der Netzspannung erfolgt durch den eingebauten ADC des Mikrocontrollers DD1. Dazu wird die Netzspannung über die Diode VD1 vorgerichtet und über den Tiefpass R2C2 und den ohmschen Spannungsteiler R4R5 dem Eingang des ADC (Pin 3) des Mikrocontrollers DD1 zugeführt. Der Kondensator C4 unterdrückt zusätzlich Impulsrauschen. Nach der Umwandlung in den ADC wird das Zehn-Bit-Ergebnis um ein Bit nach rechts verschoben und das niedrigstwertige Bit wird ignoriert. Als Ergebnis sind die ADC-Daten neun Bit breit.

Gerät zum Schutz von Geräten vor anormalen Netzspannungen

Die Zuführung und Trennung der Netzspannung von der Last erfolgt durch den Triac VS1. Um es mit einem Timer-Zähler 1 des DD1-Mikrocontrollers zu öffnen, werden auf der PB1-Leitung (Pin 6) Impulse mit einer Frequenz von 10 kHz und einem Tastverhältnis von 0,1 (Tastverhältnis 10) erzeugt. Nach Stromverstärkung durch den Transistor VT1 werden diese Impulse über den Widerstand R8 der Steuerelektrode des Triacs VS1 zugeführt. Durch die hohe Frequenz der Steuerimpulse öffnet es zu Beginn jeder Halbwelle der Netzspannung, wodurch Schaltgeräusche reduziert werden. Die R6C5-Schaltung ist für den gleichen Zweck vorgesehen. Die Lastabschaltung erfolgt durch Stoppen des Zeitzählers 1 und Setzen der Spannung auf der PB1-Leitung des DD1-Mikrocontrollers auf einen niedrigen Pegel.

Bei der zehnstelligen LCD-Anzeige HG1 zeigen die drei niederwertigsten (ganz rechts) Stellen die Netzspannung an, die vierte und fünfte sind trennende Einsen, sie sind erloschen. In der sechsten, siebten und achten Stelle mit einer Frequenz von 1 s werden abwechselnd die maximale und minimale Abschaltspannung angezeigt. Die neunte Ziffer ist trennend (aus) und die zehnte zeigt die verbleibende Zeit (in Sekunden) bis zum Einschalten der Last, wenn die Netzspannung innerhalb der angegebenen Grenzen liegt. Die Tasten SB1 und SB2 führen die Änderung der Werte der Schwellenspannungen der Last vom Minimum bzw. Maximum aus. Wenn diese Tasten gleichzeitig gedrückt werden, wird der Wert der variablen Netzspannung angezeigt, und nach dem Loslassen kehrt es zum Wechseln zwischen minimaler und maximaler Abschaltspannung zurück.

Wenn Sie die Taste SB1 "Min." die minimale Abschaltschwelle ändert sich sekündlich von 160 auf 210 V in 5 V-Schritten. Bei längerem Halten wird nach Erreichen des Maximalwerts (210 V) der Minimalwert (160 V) eingestellt und anschließend wieder erhöht . Ebenso, wenn Sie die Taste SB2 "Max." der Wert der maximalen Schwelle ändert sich periodisch von 230 bis 255 V in Schritten von 5 V.

Wenn die Netzspannung die eingestellten Schwellenwerte überschreitet, wird die Last für 10 ms vom Netz getrennt und in der älteren wird die Ziffer 7 angezeigt. Nachdem sich die Spannung wieder normalisiert hat, zeigt diese Entladung einen Countdown von sieben Sekunden an. Danach wird die Last an das Netz angeschlossen und die Entladung gelöscht. Wenn die Netzspannung während des Countdowns die eingestellten Grenzwerte überschreitet, bleibt die Last im ausgeschalteten Zustand und der Countdown des Intervalls beginnt erneut.

Da die Anzahl der Leitungen des Ports des Mikrocontrollers DD1 begrenzt ist, werden die Daten und Synchronisationssignale zum LCD-Anzeiger HG1 über eine Single-Wire-Schnittstelle mit Zeitimpulskodierung übertragen (die Dauer der Übertragung eines einzelnen Bits beträgt ca zehnmal länger als Null). Die Anzeigeversorgungsspannung (ca. 1,5 V) wird von der HL1-LED abgenommen, die als Spannungsbegrenzer arbeitet.

Gerät zum Schutz von Geräten vor anormalen Netzspannungen
Fig. 2

Alle Teile mit Ausnahme der Tasten sind auf einer Leiterplatte aus einseitiger Glasfaserfolie mit einer Dicke von 1,5 ... 2 mm installiert, deren Zeichnung in Abb. 2 dargestellt ist. 40. Die Tasten sind auf der Frontplatte des Gehäuses aus Isoliermaterial montiert. Für sie sind Befestigungslöcher und ein Fenster für die Anzeige vorgesehen. Der Indikator selbst wird mit Hilfe von etwa XNUMX mm hohen Zahnstangen auf der Platine befestigt.

Widerstände MLT, C2-23, Oxidkondensatoren werden importiert, C1, C5 - K73-17, C4, C7 - K10-17. Drossel - DM-0,1 mit einer Induktivität von 500 μH, Tasten - KM-1 oder ähnlich mit Selbstrückkehr.

Um das Gerät zusammen mit einem beispielhaften Voltmeter einzurichten, wird es an das Netzwerk angeschlossen und eine Auswahl des Widerstands R5 erreicht auf der LCD-Anzeige des Geräts die Netzspannungsablesungen, die den Ablesungen des Referenzvoltmeters entsprechen. Bei der Aufstellung ist zu beachten, dass alle Elemente des Gerätes unter Netzspannung stehen.

Das Mikrocontroller-Programm des Schutzgeräts kann heruntergeladen werden daher.

Autor: M. Ozolin, S. Krasny Jar, Region Tomsk; Veröffentlichung: radioradar.net

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