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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Energieverwaltung für Computerperipheriegeräte, 1200 Watt. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Netzteile Geräte, die an einen PC angeschlossen sind, können im Ruhezustand mehrere zehn oder sogar hunderte Watt Strom aus dem Wechselstromnetz verbrauchen. Darüber hinaus steigt die Wahrscheinlichkeit eines Schadens, wenn elektrische Geräte unnötigerweise über einen längeren Zeitraum mit dem Wechselstromnetz verbunden sind, beispielsweise im Standby-Modus. Um die Stromversorgung der an den Computer angeschlossenen Geräte automatisch auszuschalten, können Sie ein einfaches Design zusammenstellen, dessen schematisches Diagramm in Abb. dargestellt ist. 1. Das Gerät ist für den Anschluss von Verbrauchern mit einer Gesamtleistung von bis zu 1200 Watt ausgelegt.
Abhängig von der Verbindungsmethode kann das Gerät in zwei Modi betrieben werden: 1 - Die Lasten werden immer mit Strom versorgt, wenn die Netzspannung am Computer selbst anliegt;
Der erste Betriebsmodus wird dadurch bereitgestellt, dass, wenn sich der Computer im Standby-, Standby- oder Schlafmodus befindet, an den USB-Anschlüssen normalerweise +5 V anliegen, was in den BIOS-Einstellungen einiger Computer-Motherboards deaktiviert werden kann. Im zweiten Modus sollte der Steuereingang mit der +5-V-Stromleitung des Computers verbunden werden, die normalerweise nicht mit Strom versorgt wird, wenn der Computer nicht funktioniert. Alle roten Drähte, die vom Tischnetzteil ausgehen, werden mit +5 V versorgt. Der zweite Modus ist für Laptops und Netbooks schwierig zu implementieren. Der erste Betriebsmodus ist am besten geeignet, wenn dieses Gerät die Stromversorgung verschiedener Festplattenlaufwerke verwaltet, deren Spannung unerwünscht ist, wenn der Computer in den Standby-Modus wechselt. Wenn am Steuereingang eine Spannung von 5 V DC anliegt, leuchtet die LED HL1 und die Kontakte K1.1 des elektromagnetischen Relais schließen. Dieses Relais sorgt für die notwendige galvanische Trennung zwischen dem Computer und der Netzspannung von 220 V. Zum gleichen Zweck und zur Erhöhung der Zuverlässigkeit des Geräts wurden andere Methoden ergriffen, um die Computerknoten zusätzlich vom 220 V-Netzwerk zu entkoppeln Zu diesem Zweck sind die Relaiskontakte über in Reihe geschaltete Widerstände R1 - R4 verbunden. Diese Widerstände reduzieren den Leckstrom des Netzwerks – Computer-Mensch-Erde – im Falle eines Isolationsausfalls des elektromagnetischen Relais erheblich. Darüber hinaus wird das Risiko einer Beschädigung Ihres Computers im Falle eines Blitzeinschlags in unmittelbarer Nähe während eines Gewitters erheblich verringert. Darüber hinaus erhöhen folgende Elemente den Schutz vor unerwünschten Kollisionen im Energieversorgungsnetz: U1, R7, R9, R10, R11, R14, R15, C5, C6. Diese Funkelemente erfüllen neben Schutzfunktionen weitere Funktionen, die für den Betrieb der jeweiligen Knoten notwendig sind. Bei geschlossenen Kontakten K1.1 öffnen die Transistoren VT1, VT2 als Verbundtransistor nach der Darlington-Schaltung. Durch die Verwendung eines Verbundtransistors können Sie den Widerstandswert der Widerstände R1 - R4 erhöhen. Der Kondensator C1 beseitigt die Empfindlichkeit dieses Knotens gegenüber Störungen. Wenn die Transistoren geöffnet sind, leuchtet die HL2-LED. sowie die LED des Triac-Optokopplers U1. Der Triac des Optokopplers öffnet bei jeder Halbwelle der Netzspannung, zusammen mit ihm öffnet sich ein leistungsstarker Triac VS1. Die Versorgungsspannung liegt an der Last an, was durch eine hell leuchtende Zweikristall-LED HL3 angezeigt wird. Die Widerstände R10, R11 reduzieren den Gleich- und Impulsstrom durch den Phototriac und schützen ihn auch bei Beschädigung oder Unterbrechung des Triacs und VS1 Der Knoten aus Transistoren und Optokoppler U1 wird mit einer Spannung von +33 V von einer Kondensator-Gleichstromquelle versorgt, die auf den Kondensatoren C5, C6 implementiert ist, die überschüssige Leistung löschen. Der Wechselstrom-Brückengleichrichter ist auf den Dioden VD2...VD5 implementiert. Die Widerstände R14, R15 reduzieren den Stoßstrom der Kondensatorstromversorgung. Die Welligkeit der gleichgerichteten Spannung wird durch den Oxidkondensator C2 geglättet. Die Zenerdiode VD1 begrenzt die gleichgerichtete Spannung auf einen Wert von etwa 33 V. Bei offenen Transistoren VT1, VT2 sinkt die Spannung an den Platten des Kondensators C2 auf 24 V. Die Netzspannung von 220 V AC für dieses Gerät und die daran angeschlossenen Lasten wird über die Sicherungen FU1, FU2 und den LC-Entstörfilter C3L1C4 versorgt. Parallel geschaltete Varistoren RU1, RU2 eliminieren Hochspannungsimpulsrauschen und schützen angeschlossene Lasten vor Überspannung. Das Gerät kann auf einer 155x70 mm großen Leiterplatte montiert werden, eine Skizze davon ist in Abb. dargestellt. 2. Alle Elemente sind darauf platziert, mit Ausnahme der L1-Drossel. Auf der linken Seite der Platine am Installationsort des elektromagnetischen Relais sind zwei Luftschlitze angebracht, um die Wahrscheinlichkeit von Ausfällen zu verringern; Widerstände der Typen CM, S2- 23, S2-33, MLT, RPM mit der im Diagramm angegebenen Leistung. Die Varistoren FNR-20K471 können durch FNR-20K431, MYG20-471, MYG20-431 ersetzt werden. Bei der Installation von Varistoren ist darauf zu achten, dass die Struktur ihres Gehäuses vor Feuer geschützt wird, beispielsweise durch Verwendung von Asbestpapier oder Glasfaser.
Die Anzahl der parallel geschalteten Varistoren kann erhöht werden. Kondensator C3 Keramik Hochspannung K15-15 mit einer Kapazität von 2200 ... 10000 pF. Kondensatoren C4 ... C6 Filmtyp. K73-17, K73-24 oder vergleichbare Importe für eine Betriebsspannung von mindestens 250 V AC. Kondensator C1 jeglicher Art ist klein, Kondensator C2 ist Oxid K50-35, K50-68 oder gleichwertig. Dioden. VA159 kann durch alle Serien 1N4001...1N4007, UF4001...UF4007, KD105, KD209, KD243, KD247 ersetzt werden. Anstelle der Zenerdiode D816V können Sie in diesem Design auch die Zenerdioden D816B, 1N5362, 1N5363, 1N5364 oder zwei in Reihe geschaltete Zenerdioden KS509A, KS515A, 2S515A verwenden. Die LEDs RL50-YG413 und RL50-HY213 können durch jedes Allzweck-Dauerlicht ohne eingebaute Widerstände ersetzt werden. Die L-57SRCRD-LED kann durch jede der Serien L-57 und L-937 ersetzt werden. Wenn keine Zwei-Chip-LEDs mit Back-to-Back-Kristallen vorhanden sind, können Sie eine herkömmliche LED installieren, indem Sie sie in die Diagonale eines Diodenbrückengleichrichters mit geringer Leistung einbauen. Die 2SC945-Transistoren können durch alle ersetzt werden. BC547, SS9011, SS9014, 2SC1815, 2SC1845 oder inländisch aus den Serien KT3117, KT645, KT6114. Anstelle des Triac-Optokopplers S21ME3 können Sie auch S21ME4 verwenden, der einen eingebauten „Nulldetektor“ enthält. Geeignet ist auch ein weiterer Low-Power-Triac-Optokoppler, dessen Optosimitor für eine Betriebsspannung von mindestens 400 V ausgelegt ist. Leistungsstarker Triac. VT139-800E ist für Betriebsspannung bis 800 V, Gleichstrom 16 A, gepulst 140 A ausgelegt. Kann durch jede ähnliche Serie ersetzt werden. VT139-600, VT139-800, VT145-600, VT145-800, VTA216-600, VTA216-800 oder MAC320-A8. Der Triac ist auf einem Kühlkörper montiert, dessen Kühlfläche ausreichend sein sollte, damit im Dauerbetrieb mit maximalem Laststrom die Temperatur des Triac-Körpers 60 °C nicht überschreitet. Die überschüssige Leistung des Triacs ist notwendig, damit der Triac dem impulsförmigen Ladestrom der Netzspannungsfilterkondensatoren der angeschlossenen Verbraucher standhalten kann. Der Induktor L1 ist ein beliebiger Zweiwicklungsinduktor mit einer Halbwicklungsinduktivität ab 100 μH, dessen Wicklungen für den maximalen Laststrom ausgelegt sind. Sie können einen vorgefertigten Induktor mit zwei Wicklungen verwenden, zum Beispiel von einem Großformatkopierer, einem leistungsstarken Computer-Netzteil, oder ihn selbst auf Basis eines Ferritkerns aus einem Ausgangsleitungstransformator eines Bildröhrenfernsehers oder Monitors herstellen. Der Kern muss mit einem nichtmagnetischen Spalt von etwa 0,5 mm montiert werden. In diesem Fall beispielsweise 15 Windungen Wickeldraht auf dem Kern vom Transformator. TVS-90LTs5 ergibt eine Induktivität von etwa 100 μH. Der Durchmesser des Kupferwickeldrahtes beträgt mindestens 1,2 mm. Die Sicherungen FU1, FU2 sind auf 8 A eingestellt, abhängig von der Fähigkeit des Geräts, mit einem Laserdrucker zusammenzuarbeiten. Wenn Sie nicht beabsichtigen, Stromverbraucher mit hohem Stromverbrauch an dieses Gerät anzuschließen, können Sie Sicherungen mit niedrigerem Strom installieren. Das 65V-1-Relais verfügt über eine Wicklung mit einem Widerstand von etwa 160 Ohm, ausgelegt für eine Betriebsspannung von 5 V. Es kann durch ein GJ-SH-105LM ersetzt werden, dessen Spule ebenfalls für eine Betriebsspannung von 5 V ausgelegt ist V. Wenn solche Relais nicht vorhanden sind, können übliche elektromagnetische Relais mit einer Wicklung von 12 V verwendet werden. 1215 V, zB RAS112, SDT-SS-2DM, G14R-12 In diesem Fall wird der Steuereingang mit dem + des Computers verbunden XNUMX-V-Spannung, z. B. über einen handelsüblichen vierpoligen „Molex“-Stecker. Die Relais werden nicht in die Löcher der Leiterplatte eingelötet, sondern mit Polymerkleber darauf geklebt, die Verbindungen erfolgen mit kurzen Montagedrähten. Dies ist notwendig, um die Sicherheit des Geräts zu verbessern. Das aus wartungsfähigen Funkkomponenten präzise zusammengesetzte Gerät ist sofort funktionsfähig und erfordert keine Anpassung. Um die Funktionsfähigkeit als Steuerspannungsquelle zu überprüfen, empfiehlt es sich, keinen Computer, sondern ein Labornetzteil zu verwenden. Beim Betrieb der Struktur ist zu berücksichtigen, dass die meisten ihrer Elemente (außer R6, VD6 und HL1) über das Wechselstromnetz mit Strom versorgt werden. Autor: Butov A.L.
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