Sicherung gegen erhöhte Spannung im Netz. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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

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Leider kann die Spannung im Stromnetz in vielen besiedelten Gebieten in so großen Grenzen schwanken, dass der nächste Anstieg die Geräte beschädigen kann.

Dabei handelt es sich um die Schaltung einer elektronischen Sicherung, die den Verbraucher vom Netz trennt, wenn die Netzspannung einen bestimmten Wert überschreitet. Bereits eine Minute nach Wiederherstellung der Netzspannung wird der Verbraucher mit dem Netz verbunden. Eine Verzögerung von einer Minute ist erforderlich, um eine intermittierende oder impulsartige Lastzuschaltung zu vermeiden, wenn im Netz häufig Schwankungen auftreten, die mit Spannungsspitzen einhergehen.

Die Schaltung ist in der Abbildung dargestellt.

(zum Vergrößern klicken)

Der Netzspannungssensor ist eine Schaltung mit zwei Zenerdioden VD2-VD3 und Widerständen R1-R2-R3. Auch der Schwellenwert des logischen Pegels des D1-Chips spielt eine Rolle. Diese Schaltung empfängt über die VD7-Diode positive Halbwellen vom Netzwerk. Der Widerstand R2 wird so eingestellt. Wenn die Netzspannung innerhalb akzeptabler Grenzen liegt, sind die Zenerdioden VD2 und VD3 geschlossen, da die Spannung an ihnen geringer ist als ihre gesamte Stabilisierungsspannung. Wenn die Spannung jedoch über den zulässigen Grenzwert ansteigt, öffnen diese Zenerdioden, da die Spannung an ihnen in diesem Fall größer sein muss als ihre gesamte Stabilisierungsspannung.

Somit ist Pin 12 D1 bei normaler Spannung im Netzwerk logisch Null und bei erhöhter Spannung logisch Eins. Die Zenerdiode VD8 schützt den Zählereingang davor, die Spannung an ihm über die Zählerversorgungsspannung zu erhöhen (dies ist für diese Mikroschaltung fatal). Der Kondensator C2 bildet mit dem Widerstand R4 einen Tiefpassfilter, der Störungen und kurze Impulse, beispielsweise durch den Betrieb eines Elektrowerkzeugs, unterdrückt.

Der Zähler D1 hat einen Timer von einer Minute.

Dies ist das CD4060B-Messgerät, es ist Funkamateuren bereits weithin bekannt. Ich möchte Sie daran erinnern, dass es einen Binärzähler und Wechselrichter zum Aufbau einer Multivibratorschaltung enthält. Die Teile R6-R7-C3 sind genau das, was in diesem Multivibrator funktioniert. Die Diode VD4 ist installiert, um den Multivibrator automatisch zu blockieren, wenn der Zähler auf „8192“ geht. Diese Diode ist mit dem Eingang des ersten Wechselrichters des Multivibrators verbunden.

Nach dem Einschalten beginnt der Zähler D1 bei normaler Netzspannung sofort zu arbeiten und steht nach einer Minute auf Position „8192“. Sein Pin 3 ist auf Eins gesetzt. Der Schlüssel an den Transistoren VT1 und VT2 öffnet und die Last wird an das Netzwerk angeschlossen. Die Diode VD4 öffnet und blockiert den Multivibrator. Der Stromkreis stoppt in diesem Zustand.

Steigt die Netzspannung über den zulässigen Wert, so erscheint an Pin 12 D1 eine Spannung von eins. Der Zähler wird auf Null zurückgesetzt. Sein Pin 3 ist Null, die Transistoren VT1 und VT2 sind geschlossen, die Last ist ausgeschaltet. Während die Spannung an Pin 12 konstant über dem zulässigen Wert liegt, ist D1 eins und D1 im Nullzustand fixiert.

Nachdem die Spannung auf einen sicheren Wert gesunken ist, startet der Zähler und nach einer Minute wird an seinem Pin 3 eins angezeigt. Die Tasten VT1 und VT2 öffnen und schließen die Last an. Kommt es in dieser Minute erneut zu einem Stromstoß, wird der Zähler zurückgesetzt und der Countdown der Minutenverzögerung beginnt von neuem. Das Zuschalten der Last erfolgt also erst, wenn sich die Netzspannung im akzeptablen Bereich eingependelt hat und alle instationären Vorgänge, beispielsweise im Zusammenhang mit einem Unfall am Bahnhof, beendet sind. Die Logikschaltung wird vom Netz über einen Gleichrichter an VD7 und einen parametrischen Stabilisator R6-VD1 gespeist. Die Dioden VD6, VD7 und der Widerstand R8 verhindern Zählerausfälle aufgrund einer zu großen Gate-Kapazität der Schlüsseltransistoren (das Laden dieser Kondensatoren erzeugt einen Stromimpuls, der den Zählerausgang überlastet, wodurch der Zähler zurückgesetzt oder in einen beliebigen Zustand versetzt werden kann). Für eine Lastleistung bis zu 400 W sind für VT1 und VT2 keine Strahler erforderlich. Die maximale Ladeleistung beträgt 1000 W, dies gilt jedoch bereits bei Heizkörpern.

Fast alles ist auf einer Leiterplatte mit einseitigen Leiterbahnen montiert. Zenerdioden KS551A können durch andere ersetzt werden. Es ist wichtig, dass die gesamte Stabilisierungsspannung dieser Zenerdioden etwa 90...110 V beträgt. Anstelle von zwei KS551A können Sie beispielsweise drei KS533A oder eine KS591A installieren. Die Zenerdioden D814D können durch andere mit 10...15 V ersetzt werden, zum Beispiel KS213B, KS512A. oder importiert. Anstelle von VD1 empfiehlt es sich, eine Zenerdiode D814D im Metallgehäuse oder KS512A zu verwenden, da diese viel Strom verbraucht.

Anstelle von VD8 können Sie eine beliebige Zenerdiode verwenden, jedoch mit der gleichen Spannung wie VD1. Die KD105B-Diode kann durch KD105, KD105G KD127A, KD209, KD236, KD243G, KD243E KD243ZH KD247V, KD247G, KD247D, KD247E, KD248, KD258V, KD258G KD258D, KD281 ersetzt werden D, KD281E, KD281ZH, KD281I, KD281K KD281L, KD281M, 1N4004, 1N4005, 1N4006, 1N4007, 1N5404, 1N5405, 1 N5406, 1 N5407, 1N5408. Die Dioden KD521A können durch KD521B, KD522, KD503 und KD510 ersetzt werden. 1N4148. Die Widerstände R1 und R6 müssen eine Leistung von mindestens 0,5 W haben.

Abgleichwiderstand R2 Typ SPZ-19.

Die Kondensatoren C1 und C2 müssen eine Spannung von mindestens 12 V haben. Stellen Sie die Sicherung mit dem Widerstand R2 auf die maximal zulässige Spannung ein und legen Sie dabei Spannung vom LATR an. Sie müssen ein Oszilloskop oder einen Logiktastkopf an Pin 9 von D1 anschließen, der das Vorhandensein von Impulsen anzeigen kann. Diode VD4 vorübergehend ablöten. Stellen Sie zunächst die normale Spannung ein und passen Sie R2 an, um sicherzustellen, dass an Pin 9 von D1 Impulse anliegen. Stellen Sie dann die Spannung auf die Obergrenze ein, beispielsweise 250 V, und stellen Sie durch Einstellen von R2 eine solche Position ein, dass die Impulse bei einer Spannungsschwelle von 250 V verschwinden und bei weniger Spannungsschwellenwert wieder erscheinen.

Löten Sie dann nach dem Ausschalten der Stromversorgung VD4 ein, schließen Sie eine Last (z. B. eine Glühbirne) an und überprüfen Sie die Funktion des Stromkreises. Das Licht schaltet sich nicht sofort nach dem Anlegen der Stromversorgung ein. Nachdem das Licht aufleuchtet, stellen Sie zunächst die Spannung auf den Normalwert (220 V) ein und erhöhen Sie sie dann. Beim Erreichen des Schwellwerts (250 V) sollte die Lampe erlöschen.

Autor: Savichev D.A.

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