Stabilisator-Überlastungsalarm

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Überspannungsschutz

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Im Artikel von A. Butov „Akustische Signalisierung eines Kurzschlusses“ in „Radio“, 2001, Nr. 10, S. 58 sprach über ein Gerät, das mit einem Tonsignal über eine Überlastung eines Spannungsreglers auf einem KR142EN12A-Chip oder über einen Kurzschluss in seinen Ausgangskreisen informiert.

Ich nutzte diese Idee und baute meine Version eines ähnlichen Designs zusammen (Abb. 1), ergänzt durch Lichtsignalisierung und einen großen Bereich steuerbarer Spannungen.

Das Signalgerät selbst besteht aus Elementen der DD1-Mikroschaltung und einer Kaskade auf dem VT2-Transistor. Auf dem Transistor VT1 und dem DA1-Chip ist ein Spannungsregler montiert, um die Mikroschaltung mit Strom zu versorgen. Dieser Transistor, die Dioden VD1, VD2 und die Widerstände R2, R3 bilden einen Stromgenerator mit einem breiten Eingangsspannungsbereich. Am Ausgang des Stromgenerators ist ein paralleler Spannungsregler DA1 installiert, der die Versorgungsspannung des DD1-Chips mit einem Pegel von 2,5 V bereitstellt, was für den Betrieb des CMOS-Chips des angegebenen Typs völlig ausreichend ist.

Nun zur Bedienung des Gerätes. Der Stromgenerator wird vom Gleichrichter des Netzteils mit Spannung versorgt und der obere Ausgang des Abstimmwiderstands R1 gemäß Diagramm mit dem Ausgang des Spannungsstabilisators verbunden. Während des normalen Betriebs des Stabilisators stellt der Widerstandsschieber die Spannung an den Eingangsklemmen des DD1.1-Elements über den Schwellenwert ein, der bei einer gegebenen Versorgungsspannung etwa 1,5 ... 1,7 V betragen sollte. Dann wird der Ausgang dieses Elements ein niedriger Logikpegel sein, der den Betrieb des Generators verhindert, der auf dem Element DD1.2 erfolgt. Gleichzeitig erscheint am Ausgang dieses Elements ein hoher Logikpegel und am Ausgang von DD1.3 ein niedriger Logikpegel. Infolgedessen kann der Generator am DD1.4-Element nicht arbeiten, aber der Transistor VT2 öffnet und die HL1-LED blinkt, was darauf hinweist, dass die Stromversorgung eingeschaltet ist und der normale Betrieb erfolgt.

Wenn der Laststrom des Netzteilstabilisators den zulässigen Wert überschreitet, sinkt die Spannung an seinem Ausgang so stark, dass das DD1.1-Element „funktioniert“. Der gleichzeitig an seinem Ausgang auftretende hohe Logikpegel ermöglicht es dem Generator, mit dem DD1.2-Element, dem Widerstand R5 und dem Kondensator C2 zu arbeiten. Vom Ausgang des Generators zu den Eingängen des Elements DD1.3 kommen Impulse mit einer Frequenz von 0,5 ... 1 Hz an. Niedrige Impulspegel starten periodisch den zweiten Generator – am Element DD1.4, am Widerstand R6 und am Kondensator C3. Es erzeugt Impulsfolgen mit einer Frequenz von 1 ... 2 kHz. Der Piezo-Emitter BF1 gibt intermittierende Tonsignale ab, die anzeigen, dass sich der Stabilisator im Notfallmodus befindet. Gleichzeitig blinkt die HL1-LED, da die Basis des Transistors VT2 Impulse vom „niederfrequenten“ ersten Generator empfängt.

Wenn der Netzteilstabilisator wieder in den Normalbetrieb übergeht, kehrt das Gerät in seinen ursprünglichen Zustand zurück.

Zusätzlich zu den im Diagramm angegebenen ist es zulässig, im Signalgerät die Mikroschaltungen KR1561TL1, IW4093BN, KT502-Transistoren mit den Buchstabenindizes B, G, E, KT814 mit den Indizes B-G (VT1) sowie beliebige Transistoren der Typen KT361, KT3107 ( VT2)-Serie, Stabilisator KR142EN19A (DA1), alle Dioden der Serien KD521, KD522 (VD1, VD2), alle inländischen oder importierten LEDs (HL1), Piezo-Emitter ZP-2, ZP-22 (VF1).

Die meisten Teile des Signalgeräts sind auf einer Leiterplatte (Abb. 2) aus einseitiger Glasfaserfolie montiert. Die Platine ist im Netzteil verbaut, die LED und der Piezo-Emitter befinden sich auf der Vorderseite des Gehäuses. Gegenüber dem Piezo-Emitter sind mehrere Löcher in das Gehäuse gebohrt, um die Lautstärke zu erhöhen.

Die Anpassung des Designs beginnt mit der Installation des im Diagramm angegebenen Kollektorstroms des Transistors VT1 durch Auswahl des Widerstands R2. Durch Auswahl der Widerstände R5, R6 werden die gewünschte Schaltfrequenz der Generatoren und der Ton des piezoelektrischen Klangs eingestellt. Mit einem abgestimmten Widerstand R1 können Sie in einem weiten Bereich eine beliebige Schwelle zum Einschalten des Signalgebers wählen. Dies wird durch die relativ niedrige Versorgungsspannung des DD1-Chips erleichtert.

Anstelle von Schmitt-Triggern ist es zulässig, die Elemente 2I-NOT der Mikroschaltung K561LA7 als logische Elemente zu verwenden (Abb. 3).

Wenn die Spannung am Ausgang des Netzteilstabilisators höher als der Schwellenwert ist (Normalmodus), ist der Ausgang des Logikelements DD1.1 niedrig, der Transistor VT2 ist geschlossen, die HL1-LED ist aus, der Generator an den Elementen DD1.2-DD1.4 funktioniert nicht.

Im Notfallmodus blinkt die LED und der piezoelektrische Sender ertönt ein kontinuierliches Tonsignal. Ansonsten unterscheidet sich die Funktionsweise des modifizierten Signalgeräts nicht vom vorherigen. Die gewünschte Frequenz des Generators wird durch Auswahl des Widerstands R5 eingestellt.

Die Teile dieses Signalgebers sind auf einer Leiterplatte (Abb. 4) ebenfalls aus einseitiger Glasfaserfolie montiert.

Autor: I.Potachin, Fokino, Oblast Brjansk

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