Dispositivo di protezione da sovratensione. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Protezione delle apparecchiature dal funzionamento di emergenza della rete, gruppi di continuità

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Come proteggere il progetto dal superamento della tensione consentita proveniente da un alimentatore non stabilizzato? Per fare ciò, puoi creare un dispositivo di protezione, descritto nell'articolo.

Spesso, la causa del guasto di varie apparecchiature radio è un aumento della tensione di alimentazione al di sopra dei limiti consentiti. È particolarmente pericoloso se nella progettazione vengono utilizzati microcircuiti e l'alimentazione non è stabilizzata. È vero, l'uso di alimentatori non stabilizzati ha i suoi vantaggi: semplicità, potenza di carico consentita relativamente elevata, poiché non ci sono elementi di regolazione con un grande rilascio di calore, ecc. Tuttavia, il principale svantaggio di tali blocchi è la significativa dipendenza della tensione di uscita dalla tensione di rete. Pertanto, con un aumento della tensione di rete, aumenterà anche la tensione di uscita dell'unità, il che può portare a un'emergenza.

Per escluderlo, propongo di integrare l'alimentatore con un semplice dispositivo che monitorerà costantemente la tensione alla sua uscita e, se la tensione viene superata, scollegherà il carico dall'unità.

Uno schema di tale dispositivo è mostrato in Fig. 1. È costituito da un microcircuito digitale DD1, un transistor VT1 che controlla l'accensione del relè K1 e uno stabilizzatore integrato DA1. Quando l'alimentatore è acceso, se la tensione alla sua uscita rientra nei limiti normali, il circuito di ritardo R3C2 manterrà l'elemento di soglia DD1.1 (trigger di Schmitt) in uno stato alto all'uscita (pin 3). Pertanto, il relè non funzionerà durante i transitori, poiché le uscite dei trigger rimanenti (DD1.2-DD1.4) avranno un livello basso che non consentirà l'apertura del transistor. Il carico sarà alimentato tramite i contatti normalmente chiusi K1.1, K1.2 del relè.

(clicca per ingrandire)

La tensione controllata dall'alimentatore viene fornita attraverso il resistore R2 e sintonizzata R1 all'ingresso del trigger DD1.1. Un resistore sintonizzato imposta la soglia di commutazione del trigger. Finché la tensione al pin 1 del trigger è al di sotto della soglia, sarà in uno stato di livello alto in uscita. Se la tensione dall'alimentatore supera il valore impostato, il trigger passerà a un altro stato, alla sua uscita apparirà un livello basso e alle uscite degli altri trigger apparirà un livello alto. Di conseguenza, la chiave sul transistor VT1 si aprirà, il relè funzionerà ei contatti K1.1, K1.2 apriranno il circuito di alimentazione del carico.

In questo stato, il dispositivo sarà anche se la tensione scende al valore precedente. Per riportare il dispositivo allo stato originale, è necessario scollegare temporaneamente l'alimentazione dalla rete.

Se non c'è sovratensione quando lo riaccendi, il dispositivo sarà nel suo stato originale. In caso contrario, spegnerà nuovamente il carico, ma dopo un tempo di ritardo determinato dai valori nominali delle parti della catena R3C2 (in questo caso, circa 0,1 s).

Pertanto, il dispositivo risponde anche a picchi di tensione a breve termine, che sono anche pericolosi per il carico. La durata della reazione è determinata in misura maggiore dalla capacità del condensatore C1, ma anche la resistenza totale del resistore R2 e la parte operativa del resistore di sintonia hanno un effetto.

Il condensatore C1 svolge un altro ruolo: esclude il funzionamento del dispositivo dal rumore impulsivo. Lo stesso ruolo è assegnato al condensatore C3. Il LED NI, che si accende contemporaneamente all'azionamento del relè, segnala una situazione di emergenza. Lo stabilizzatore integrato DA1 è necessario per alimentare il dispositivo con una tensione stabilizzata di +12 V.

Oltre a quanto indicato nello schema, il dispositivo può utilizzare il chip KR1561TL1 o un 4093 analogico importato. Transistor: qualsiasi silicio a bassa potenza con una corrente di collettore consentita non inferiore alla corrente attraverso l'avvolgimento del relè, ad esempio KT3102, KT315 o più potente KT503 con qualsiasi indice di lettere, così come BFP729 importato, BC182B, BC318, KSC853R. Diodo - qualsiasi delle serie KD243, KD503, KD521, KD522, 1N4001 - 1N4007. LED: qualsiasi bagliore domestico o importato, preferibilmente rosso.

Il tipo di stabilizzatore integrale DA1 dipende, come il tipo di transistor, dalla corrente di funzionamento attraverso l'avvolgimento del relè. Quindi, con una corrente di circa 45 mA, è possibile installare KR1157EN12A, KR1157EN12B, KR1168EN12 e con una corrente di oltre 90 mA, più potenti, ad esempio KR142EN8B, KR142EN8D, KR1162EN12A, KR1162EN12B, 78M12.

Il relè utilizzato viene importato con una tensione operativa di 12 V e una corrente di circa 45 mA. Ma qualsiasi altro con la stessa tensione operativa andrà bene. I contatti del relè devono resistere al consumo di corrente massimo del progetto su cui è caricato l'alimentatore.

Un dispositivo di protezione è stato assemblato su un circuito stampato (Fig. 2) da fibra di vetro rivestita di lamina su un lato. Il relè e il LED si trovano all'esterno della scheda.

L'impostazione del dispositivo si riduce all'impostazione della soglia di risposta con un resistore sintonizzato quando la tensione viene applicata all'ingresso (uscita destra del resistore R2 secondo lo schema) da un alimentatore regolabile. Potrebbe essere necessario prelevare il condensatore C1 e il resistore R3.

Questo dispositivo nella sua versione originale è stato progettato per proteggere l'amplificatore stereo sul chip TDA8560Q da sovratensione. La sua tensione operativa massima è +18 V. Da un'alimentazione non stabilizzata, l'amplificatore ha ricevuto una tensione nell'intervallo 15 ... 17 V (a seconda della potenza di uscita e della tensione di rete al momento).La soglia di protezione è stata impostata su 18 V. Durante la simulazione di un'emergenza, sotto forma di aumento della tensione di rete a 230 ... 240 V utilizzando LATR, si è verificato un chiaro funzionamento del dispositivo di protezione e l'amplificatore si è spento.

Autore: I.Potachin, Fokino, regione di Bryansk

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