Vorrichtung zum automatischen Trennen von Haushaltsgeräten vom Stromnetz. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Uhren, Timer, Relais, Lastschalter

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Das vorgeschlagene Gerät trennt Haushaltsgeräte automatisch vom Netzwerk, nachdem es vom Betriebsmodus in den Standby-Modus wechselt.

Heutzutage wechseln fast alle mit einer Fernbedienung ausgestatteten Audio- und Videogeräte im Haushalt, wenn sie durch einen Befehl von der Fernbedienung ausgeschaltet werden, in den Standby-Modus. Dieser Modus ist sehr praktisch, wenn Haushaltsgeräte häufig verwendet werden. Es hat jedoch seine Nachteile. Erstens handelt es sich dabei um den zusätzlichen Stromverbrauch von Geräten, die ausgeschaltet sind, sich aber im Standby-Modus befinden. Zweitens bleiben die Elemente relativ lange (Tage, Wochen) unter Netzspannung, was die Wahrscheinlichkeit ihres Ausfalls im Falle eines außergewöhnlichen Notfalls erhöht.

Ein ausreichender Schutz vor diesen unerwünschten Faktoren kann nur darin bestehen, Haushaltsgeräte nach Abschluss der Arbeiten vollständig vom Stromnetz zu trennen. Das Ausschalten des Geräts mit einem Standardschalter ist nicht immer effektiv, da die verwendeten Schalter normalerweise in der Lücke eines Netzwerkkabels installiert sind und das zweite Netzwerkkabel immer angeschlossen ist. Darüber hinaus sind nicht alle Haushaltsgeräte mit einem Netzschalter ausgestattet. Das Trennen von Geräten vom Netzwerk durch manuelles Ziehen des Netzsteckers aus der Steckdose ist mühsam und umständlich. Das vorgeschlagene Gerät ist in der Lage, solche „Arbeiten“ automatisch durchzuführen. Die an dieses Gerät angeschlossenen Geräte werden nach Abschluss ihrer Arbeit und dem Umschalten in den Standby-Modus automatisch von der Stromversorgung getrennt.

Reis. 1 (zum Vergrößern anklicken)

Das Gerätediagramm ist in Abb. dargestellt. 1. Seine Basis ist das Relais K1, das mit seinen Kontakten K1.1 das Gerät mit Strom versorgt und mit den Kontakten K1.2 und K1.3 die an der XS1-Buchse angeschlossene Last mit dem Netzwerk verbindet. Der SCR VS1 fungiert als Spannungsverstärker vom Stromsensor R6, proportional zum Laststrom, sowie als Schalter im Leistungskreis des Relais K1 und als Sendediode des Optokopplers U1.

Auf dem Unijunction-Transistor VT1 ist ein Timer montiert, der nach einer bestimmten Zeit den geladenen Kondensator C4 mit umgekehrter Polarität mit dem SCR VS1 verbindet, wodurch dieser schließt. Schaltung R9, VD5 ist eine Startschaltung, die dazu dient, den SCR zunächst zu öffnen, wenn die Taste SB1 gedrückt wird. Nach dem Einschalten des Geräts umgeht der Photothyristor des Optokopplers den Triggerkreis. Die Stromversorgung des Geräts erfolgt über ein transformatorloses Netzteil mit Ballastkondensator C1, aufgebaut aus Gleichrichterdioden VD1, VD2, Zenerdiode VD3 und Kondensator C2.

Durch kurzes Drücken der Starttaste SB1 wird das Gerät mit Netzspannung versorgt. Am Ausgang des Netzteils des Geräts wird eine konstante stabilisierte Spannung von 26 V erzeugt. Über die Schaltung r9, VD5, R8, R5 wird diese Spannung der Steuerelektrode des Thyristors VS1 zugeführt. Es öffnet und versorgt die Relaisspule K1 und die Sendediode des Optokopplers U1 mit Spannung. Das Relais arbeitet und überbrückt die geschlossenen Kontakte der SB1.1-Taste mit den Kontakten K1. Die Kontakte K1.2 und K1.3 verbinden die Ausgangsbuchse XS1 des Gerätes mit dem Stromnetz. Gleichzeitig schaltet der Photothyristor des Optokopplers ein und schließt den Startstromkreis R9, VD5 zum gemeinsamen Draht.

Von diesem Moment an beginnt der Kondensator C4 über den Widerstand R4 und einen offenen Thyristor aufzuladen. Die Ladezeitkonstante wurde auf etwa 5 s gewählt. Während dieser Zeit ist es erforderlich, das mit Strom versorgte Gerät in den Betriebsmodus zu versetzen. Der Thyristor bleibt vom ersten Einschalten durch die Startschaltung bis zum nächsten Schließen nach dem Anschließen des geladenen Kondensators C4 geöffnet. Um das Relais vor einem möglichen Kontaktprellen zu schützen, wenn der Thyristor schließt, ist ein Kondensator C3 parallel zur Wicklung geschaltet. Dadurch entsteht eine Verzögerung für das Ausschalten des Relais.

Wenn die Schwellenspannung am Kondensator C4 erreicht ist, öffnet der Transistor VT1 und verbindet den geladenen Kondensator mit umgekehrter Polarität mit dem SCR. Der Thyristor schließt, der Relaisstromkreis öffnet. Das Relais schaltet ab, die Kontakte K1.1-K1.3 öffnen sich, die Sendediode und der Photothyristor des Optokopplers schließen. Das Gerät wird in seinen ursprünglichen Zustand zurückversetzt.

Dies ist der normale Betriebsalgorithmus des Geräts, wenn an seinem XS1-Ausgang keine Last anliegt. Das Vorhandensein einer an Buchse XS1 angeschlossenen Last führt zu einem Wechselspannungsabfall am Sensor R6, dessen positive Halbwelle über die Diode VD6 und die Widerstände R8, R5 in die Steuerelektrode des Thyristors gelangt und diesen einschaltet. Dieses Einschalten des SCR mit einer positiven Halbwelle erfolgt jedes Mal nach seinem nächsten Schließen durch die Spannung des geladenen Kondensators C4.

Das Eintreffen positiver Impulse an der Steuerelektrode des offenen Thyristors zwischen dem Einschalten des Timers am Transistor VT1 hat keinen Einfluss auf den leitenden Zustand des Thyristors und das Gerät befindet sich in einem stabilen Betriebsmodus.

Das Reduzieren oder Abschalten des Laststroms führt zu einer Verringerung der Amplitude oder zum völligen Fehlen von Steuerimpulsen und in der Folge zur Trennung des Geräts vom Netz. Die Abschaltschwelle wird durch den Trimmwiderstand R5 eingestellt. Nach dem Ausschalten ist die Maschine sofort für einen neuen Arbeitszyklus bereit.

Das Gerät verwendet Siliziumdioden KD105B (VD1, VD2, VD4, VD5) und Germaniumdioden D7ZH (VD6). Als Ersatz können KD105V, MD226, KD221V verwendet werden. Wir werden die Zenerdiode D816B (VD3) durch zwei in Reihe geschaltete KS512A, KS515A, D815D ersetzen. Sie können den Unijunction-Transistor KT117V durch ein Analogon auf Basis von Bipolartransistoren ersetzen (Abb. 2).

Fig. 2

Relais K1 - REK28 (Version KShch4.569.007 mit drei Gruppen von Schaltkontakten, Nennwicklungsspannung - 24 V), im Austauschfall wird es anhand der erforderlichen Betriebsspannung und Belastbarkeit der Kontakte (mindestens 5 A) ausgewählt Schaltspannung 220 V.

Der Thyristor KU103A (VS1) schaltet trotz der Tatsache, dass sein Nennstromwert im offenen Zustand 1 mA beträgt, problemlos den Strom, der durch die Relaiswicklung (30...40 mA) und die emittierende Diode des Optokopplers (5.10 mA) fließt ). Wir werden es durch Geräte der Serien KU201, KU202 ersetzen. Hierbei ist zu beachten, dass die Empfindlichkeit dieser Thyristoren geringer ist und es für einen stabilen Betrieb erforderlich ist, den Widerstand des Stromsensors auf 3...4 Ohm zu erhöhen oder Geräte mit höherer Empfindlichkeit auszuwählen. Wir werden den Optokoppler AOU103V (U1) durch AOU115B, AOU115V ersetzen.

Kondensator C1 - MBGCh-1, er kann durch drei parallel geschaltete Kondensatoren K73-17 mit einer Kapazität von 0,47 µF für eine Spannung von 630 V ersetzt werden. Kondensatoren C2, C3 - K50-29, sie können durch jedes andere Oxid ersetzt werden Kondensatoren mit der entsprechenden Kapazität für eine Nennspannung, die nicht unter der im Diagramm angegebenen liegt, C4 - unpolar K50-6V oder importiert. Widerstand R6 - S5-16MV mit einer Leistung von 5 W, Sie können PEV, R5 - SP3-4aM verwenden, ersetzen Sie ihn durch Trimmwiderstände SP2, SP3, PPB.

Alle Elemente werden auf einer 155 x 75 mm großen Platte mit einer Dicke von 2 mm platziert, die in einem Kunststoffgehäuse mit den Maßen 165 x 85 x 40 mm untergebracht ist.

Ich benutze dieses Gerät, wenn ich an meinem Heimcomputer arbeite; daran sind Computer, Monitor, Modem und Drucker angeschlossen. Der Computer schaltet sich automatisch aus, nachdem Sie mit der Maus auf die Schaltfläche „Ausschalten“ auf dem Bildschirm geklickt haben, und der Monitor geht beim Ausschalten in den Standby-Modus. Die Maschine ist für diese Belastung konfiguriert (Monitor und Modem). Nach 2...7 s wird die Verbindung zum Netzwerk getrennt. Wenn Sie es mit der SB1-Taste wieder einschalten, schalte ich die Maschine ein, dann schalte ich mit der „Start“-Taste den Computer ein, die Maschine geht in den Betriebsmodus.

Funktionell ist das Gerät auch für handbetriebene Lasten einsetzbar. Es kann so konfiguriert werden, dass das manuelle Ausschalten einer Last automatisch auch die anderen über das Gerät mit Strom versorgten Lasten ausschaltet.

Autor: A. Kuzema

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