Vorrichtung zur Begrenzung des Einschaltstroms eines Elektrogerätes. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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

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Die Begrenzerschaltung ist in Abb. 1 dargestellt. 1. Es handelt sich um eine Überarbeitung eines zuvor entwickelten und in [XNUMX] beschriebenen Geräts. Die Verwendung einer moderneren Elementbasis und eine etwas andere Herangehensweise an das Problem ermöglichten es, die Leistung der geschützten Last zu erhöhen, Energieverluste erheblich zu reduzieren, die Zuverlässigkeit zu erhöhen und die Abmessungen des Geräts zu verringern.

Fig. 1

Wenn die Kontakte des Schalters SA1 geschlossen sind, wird der Kondensator C2 schnell über die Widerstände R1, R2 und die Dioden VD1, VD2 geladen. Die Spannung an diesem Kondensator wird durch die Zenerdiode VD3 auf 15 V begrenzt. Der Feldeffekttransistor VT1 öffnet. Sobald der Spannungsabfall an den Widerständen R4 und R5, proportional zum Laststrom, (unter Berücksichtigung der Glättungswirkung des Kondensators C4, der Schaltung R6C3 und der Stellung des Trimmwiderstands R7 Motor) einen zum Öffnen ausreichenden Wert erreicht der Trinistor VS1, letzterer öffnet sich. Dies führt zu einem starken Abfall der Spannung am Gate des Feldeffekttransistors VT1, er schließt und schaltet die Last ab.

Am Ende des Stroms und zu Beginn der nächsten Halbwelle der Netzspannung stoppt jedoch der Strom durch den Trinistor und schließt, wodurch der Kondensator C2 wieder aufgeladen und der Transistor VT1 geöffnet werden kann. Dann wird der Vorgang wiederholt, jedoch wird in jeder nächsten Halbwelle der Widerstand der Heiz- oder Beschleunigungslast größer als in der vorherigen, und die Zeit, die zum Erreichen der SCR-Öffnungsschwelle erforderlich ist, nimmt zu. Am Ende reicht die Amplitude der Spannungsimpulse an den Widerständen R4, R5 nicht aus, um den Trinistor zu öffnen, und er bleibt die ganze Zeit geschlossen. Dies ist der stationäre Betriebsmodus des Begrenzers, in dem der Transistor VT1 die ganze Zeit offen ist und die Last im Nennmodus arbeitet. Der Varistor RU1 schützt den Transistor vor Schäden durch Hochspannungsimpulse, deren Quelle entweder eine Stromversorgung oder eine induktive Last sein kann, beispielsweise eine Transformatorwicklung.

Im Gegensatz zu einigen anderen Geräten [2] kann das vorgeschlagene Gerät nicht in den Bruch eines der Laststromkabel einbezogen werden. Ich empfinde dies nicht als Nachteil, denn anstatt eine Schutzvorrichtung in der Nähe des Schalters zu installieren, wo der Zugang zum zweiten Netzkabel schwierig ist, kann es einfach dort montiert werden, wo beide Drähte vorhanden sind: am Fuß eines Kronleuchters, im Korpus einer Lampe oder eines anderen geschützten Elektrogeräts.

Da der Begrenzer keine Trägheitselemente (Zeitstellkondensatoren, Thermistoren) enthält, ist er sofort nach dem Ausschalten bereit für ein wiederholtes sanftes Einschalten der Last. Ein weiteres Merkmal ist der Betrieb des Feldeffekttransistors VT1 im Schlüsselmodus, sowohl während des Anlaufs als auch im stationären Zustand der Last. Daher ist die Verlustleistung dieses Transistors klein, was die Zuverlässigkeit der Vorrichtung stark erhöht.

Mit den im Diagramm angegebenen Werten der Widerstände R4, R5 arbeitet der Begrenzer mit Glühlampen mit einer Gesamtleistung von 25 ... 120 W als Last.

Fig. 2

Alle Teile sind klappbar auf einem runden Brett mit einem Durchmesser von 50 mm montiert (Abb. 2). Es kann problemlos in die meisten Pendel- und Wandleuchten eingesetzt werden. Der Feldeffekttransistor IRF840 kann beispielsweise durch BUZ40B, IRFP4S2, IRF450, TSD2M450V oder andere n-Kanal-Feldeffekttransistoren mit einer Drain-Source-Spannungsgrenze von mindestens 500 V und einem offenen Kanalwiderstand von nicht mehr als 1 ersetzt werden Ohm. Zwischen der Platine und dem parallel dazu liegenden Transistorgehäuse ist zur Luftzirkulation ein Luftspalt von 2 ... 3 mm erforderlich. Anstelle des Trinistors KU112A ist ein anderer Low-Power-Trinistor aus der Serie KU107, MCR100 geeignet, und anstelle der Dioden 1N4006 alle für einen Strom von mindestens 1 A und eine Spannung von mehr als 400 V, z. B. KD243Zh. KD247G, KD258V. Die Zenerdiode kann nicht nur 1N4744A sein, sondern auch KS215Zh, KS515G, TZMC-15, BZX / BZV55C15 oder andere 15 V.

Als C1 verwendete der Autor einen kleinen importierten Kondensator für eine Spannung von 250 V AC. Der Oxidkondensator C4 hat eine kleine Größe für die Oberflächenmontage, aber es ist zulässig, hier einen Oxidkondensator eines herkömmlichen Designs zu installieren. Der Rest sind kleine Filme oder Keramiken mit einem kleinen TKE. Trimmerwiderstand R7 - importiertes geschlossenes Design. Die von Funkamateuren oft verwendeten SDR-38-Abstimmwiderstände sind ungeeignet, ihre Zuverlässigkeit ist zu gering. Der Varistor TNR10G561 kann durch einen anderen mit einer Klassifizierungsspannung von 560 V ersetzt werden -FNR-10K561, FNR-14K561.

Wenn Sie nicht mit Lasten mit einer Leistung von weniger als 75 W arbeiten sollen, ist es wünschenswert, die Werte der Widerstände R4 und R5 auf 1 Ohm zu reduzieren. Sie können anstelle von zwei Widerständen einen mit der doppelten Leistung einbauen. Widerstände mit noch kleinerem Nennwert und höherer Leistung müssen installiert werden, um mit einer Last von mehr als 120 Watt zu arbeiten. In diesem Fall müssen auch die Dioden VD4-VD7 und der Feldeffekttransistor VT1 durch leistungsstärkere ersetzt werden. Mehrere Feldeffekttransistoren des gleichen Typs können parallel geschaltet werden, achten Sie darauf, sie auf einem gemeinsamen Kühlkörper zu installieren. Um mit einer starken Last zu arbeiten, sollte die Installation des Geräts weniger dicht gemacht werden und die Platine in einem gut belüfteten Gehäuse untergebracht werden.

Der Begrenzer sollte genau auf das Elektrogerät, zu dessen Schutz er zukünftig eingesetzt werden soll, und auf eine Nenn- oder leicht erhöhte Spannung im Netz abgestimmt werden. Wenn es sich bei der Last um eine Glühlampe handelt, muss sie neu sein und darf keinem längeren Gebrauch ausgesetzt sein.

Vor dem ersten Einschalten wird der Motor des Abstimmwiderstands R7 gemäß Diagramm auf die richtige Position eingestellt. Nach dem Einschalten wird der Schieber sehr langsam bewegt, bis die Lampe zu leuchten beginnt. Bei richtiger Einstellung erreicht die Lampe 2 bis 3 Sekunden nach dem Einschalten ihre volle Helligkeit. Darüber hinaus ist sein Leuchten für mehr als die Hälfte dieser Zeit nicht sichtbar. Dabei ist zu beachten, dass je stärker die Lampe ist, desto länger und gleichmäßiger leuchtet sie.

Wenn der Begrenzer so konfiguriert ist, dass er mit einer Lampe mit einer Leistung von beispielsweise 100 W arbeitet und dann parallel dazu eine andere Leistung von nur 15 W angeschlossen ist, leuchten beide Lampen beim Einschalten nicht. Diese Funktion kann verwendet werden, um Schäden an der Leuchte zu vermeiden, falls versehentlich eine Lampe mit einer Leistung installiert wird, die die zulässige übersteigt. Beispielsweise sind viele Tischlampen nur für Glühlampen mit einer Leistung von nicht mehr als 60 Watt ausgelegt. Lampen gleicher Größe mit einer Leistung von 100 ... 150 W überhitzen beim Einbau in eine ähnliche Lampe deren Kunststoffteile bis zum Schmelzen und Verformen.

Literatur

1. Butov A. Schutzgerät für Low-Power-Glühlampen. - Radio, 2004, Nr. 2, p. 44, 45.
2. Nechaev I. Automatischer Sanftanlauf von Glühlampen. - Radio, 2005, Nr. 1, p. 41.

Autor: A. Butov, S. Kurba, Gebiet Jaroslawl; Veröffentlichung: radioradar.net

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