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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Halbautomatischer Überspannungsschutz. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Schutz der Geräte vor Notbetrieb des Netzes, unterbrechungsfreie Stromversorgungen 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. Das vorgeschlagene Gerät schützt das Funkgerät, indem es es schnell vom Netz trennt, wenn sich seine Spannung über die zulässigen Grenzen hinaus ändert. Dies gilt vor allem in der Nähe von Freileitungen, wo die Wahrscheinlichkeit von Drahtkurzschlüssen, beispielsweise bei starken Windböen, hoch ist. Besonders gefährlich ist der Kurzschluss eines der Phasenleiter gegen „Null“. In diesem Fall steigt die Spannung im Netz auf 380 V. Normalerweise brechen in solchen Fällen 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 bei Schaltnetzteilen. In solchen Fällen arbeiten sie mit langen Strombelastungen durch den Leistungstransistor, was zu dessen Ausfall aufgrund von Überhitzung führen kann. Ein halbautomatisches Gerät, dessen Schema in Abb. 1 dargestellt ist, hilft mir bei der Lösung der beschriebenen Probleme. 1996. Von einem ähnlichen Gerät, das in dem Artikel von I. Netschajew „Automatisches Gerät zum Schutz von Netzwerkgeräten vor Spannungsspitzen“ („Radio“, 10, Nr. 48,49, S. 1) beschrieben wird, unterscheidet es sich hauptsächlich nur dadurch, dass wenn „ Sprünge „Spannung trennt die Last vom Netz und kann erst nach Drücken der Starttaste SBXNUMX wieder eingeschaltet werden. Bei der zuvor beschriebenen Maschine wird die Last beim „Wandern“ der Netzspannung intermittierend gespeist – und das ist eine sehr ungünstige Betriebsart 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 Löschkondensatoren C1 und C2 mit dem Netzwerk verbunden ist. Schalten Sie das Gerät ein, indem Sie kurz die Taste SB1 drücken. In diesem Fall wird das Relais K1 aktiviert und seine Schließkontakte K 1.1 sperren die Kontakte des Starttasters. Der Kondensator C1 liefert beim Einschalten den notwendigen Anlaufstrom für das Relais. Im Betriebsmodus wird das Relais durch den durch den Kondensator C2 fließenden Strom bis zu einer Netzspannung von mindestens 160 V gehalten. Bei der Einrichtung des Gerätes muss die Kapazität des Kondensators C2 (und manchmal auch des Kondensators C1) individuell ausgewählt werden jede Art von Relais. Wenn die Netzspannung auf 240 V ansteigt, öffnen die Zenerdioden VD7 und VD8. Gleichzeitig wird der Optokoppler U1 aktiviert und der Trinistor VS1 geöffnet. Er sperrt den Stromversorgungskreis der Relaiswicklung K1. Dadurch fällt das Relais ab und seine Öffnerkontakte 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 des Startknopfes SB1 und sind gleichzeitig „Sicherungen“ bei einem Ausfall des Kondensators C1 oder C2. Die Diode VD5 verbessert die Leistung des Geräts, die hauptsächlich durch die Art des verwendeten Relais bestimmt wird und einen Bruchteil einer Sekunde beträgt. Die Auslösezeit des im beschriebenen Gerät verwendeten RENZZ-Relais beträgt nicht mehr als 4 ms, was für einen zuverlässigen Schutzbetrieb völlig ausreicht. Der Widerstand R5 begrenzt den Strom, der durch die Optokoppler-LED U1 fließt. Durch Auswahl (innerhalb von 8 ... 25 kOhm) ist es möglich, die Schutzschwelle für die Überschreitung der Eingangsspannung in kleinen Werten (5 ... 10 V) einzustellen. Strukturell ist das halbautomatische Gerät in Form eines tragbaren Verlängerungskabels ausgeführt. An der vorderen Wandabdeckung befinden sich eine Steckdose X2, ein Druckschalter SB1 (KM2-1 oder P2K ohne Befestigung) und eine Anzeige VL1. Das elektromagnetische Relais (RENZZ), der Trinistor VS1 und alle anderen Teile sind auf einer Leiterplatte aus einseitigem Folienmaterial montiert, die in einem Kunststoffgehäuse untergebracht ist. Das Relais K1 kann beliebiger Bauart 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. In diesem Fall ist das Die 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 geringeren Gesamtstabilisierungsspannung dieser Geräte (250 ... 300 V) sollte der Widerstand R5 30 ... 47 kOhm betragen und mehr Verlustleistung abgeben. In diesem Fall ist es möglich, die Instabilität der Schutzreaktionsschwelle zu erhöhen. Es ist zulässig, den Diodenoptokoppler AOD101A (U1) durch einen Transistor der Serie AOT110 oder AOT127 zu ersetzen, indem der Widerstand R4 mit dem Emitter des Fototransistors, die Anode des Trinistors VS1 mit dem Ausgang seines Kollektors verbunden und ein Widerstand mit a installiert wird Widerstand von 1 MΩ zwischen Basis und Emitter. Gleichzeitig kann der Trinistor auch einen großen Steuerstrom haben, 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 einige praktische Ratschläge zu möglichen Änderungen am Schutzgerät selbst. Wenn es Schwierigkeiten bei der Auswahl der Hochspannungs-Zenerdioden VD7 und VD8 gibt, ist es möglich, eine KS533A-Zenerdiode mit einem zusätzlichen KT940A-Transistor zu verwenden, wie in Abb. 2a. Der variable Widerstand R8 stellt die Schwellenspannung des Schutzsystems ein. Allerdings nimmt seine Zuverlässigkeit etwas ab, da der Transistor VT1 „unterbrechen“ kann und das Gerät die Last nicht abschaltet, wenn die Eingangswechselspannung überschritten wird. Bei Zenerdioden kommt es in der Regel nicht zu einem „Kurzschluss“, der lediglich zu einer Lastabschaltung führt. Das Gerät kann vereinfacht werden, indem der Trinistor VS1 und der Optokoppler U1 durch einen Optothyristor entsprechender Leistung ersetzt werden – mit einem Ausgangsimpulsstrom von mindestens 1 A, zum Beispiel der AOU160-Serie. Ein halbautomatisches Gerät mit einem solchen Optokoppler sollte die Stromversorgung der Wicklung von Relais K1 zuverlässig blockieren, indem es den Kondensator C4 schnell entlädt.
Der gängigste Optokoppler der AOU103-Serie hält einem Impulsstrom von bis zu 0,5 A stand, 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 Anpasstransformator des Verstärkers 34 eines tragbaren Transistorradios oder ähnliches, dessen Wicklungen 150 ... 300 Drahtwindungen PEV-2 0,15 ... 0,3 enthalten. An den Steuerkreis des Trinistors VS1 wird eine Wicklung mit geringerer Windungszahl angeschlossen (Abb. 3,6) und anstelle der Sendediode des Optokopplers U1 wird eine Wicklung mit größerer Windungszahl angeschlossen. Die Widerstände R3 und R4 werden in diesem Fall aus dem Gerät entfernt. Der Langzeitbetrieb mehrerer halbautomatischer Maschinen, darunter auch solcher mit den vorgenommenen Änderungen, zeigte deren 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.
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