Если напряжение сети превысит заранее установленное пороговое значение, предлагаемое устройство отключит нагрузку от сети и подключит её снова, когда напряжение вернётся к норме. В отличие от устройства, описанного в [1], где в качестве коммутирующего элемента использован сими-стор, в предлагаемом для отключения и подключения нагрузки применены мощные полевые переключательные транзисторы. Благодаря этому обеспечивается защита как довольно мощной (до 500 Вт), так и маломощной электро-и радиоаппаратуры, потребляемый ток которой существенно меньше тока удержания симистора.
Рис. 1
Схема устройства показана на рис. 1. Питается оно от сети через выпрямитель на диоде VD1, конденсатор С1 - сглаживающий, резистор R2 ограничивает его зарядный ток в момент включения. Выпрямленное напряжение через светодиод HL1 поступает на параметрический стабилизатор напряжения R1VD3, который создаёт управляющее напряжение для полевых транзисторов VT1, VT3, VT4. На симметричном дини-сторе VS1, резисторах R3-R5 и конденсаторе С2 собран релаксационный генератор (принцип его работы подробно описан в [2]). Нагрузкой генератора являются светодиод HL2, резистор R6 и выпрямитель, собранный на диоде VD2 и сглаживающем конденсаторе С3.
При сетевом напряжении, меньшем порогового, на затворы полевых транзисторов VT1, VT3 и VT4 подано напряжение около 10 В с выхода параметрического стабилизатора напряжения R1VD3, поэтому они открыты и генератор не работает. При этом транзистор VT1 шунтирует резистор R5, а через VT3 и VT4 сетевое напряжение поступает на защищаемую нагрузку. Светодиод HL1 сигнализирует о наличии сетевого напряжения. Транзистор VT2 закрыт, так как релаксационный генератор не работает.
По мере повышения сетевого напряжения напряжение на конденсаторе C2 также растёт. При достижении им значения примерно 32 В симметричный динистор VS1 открывается и релаксационный генератор начинает работать. Конденсатор C3 быстро заряжается до напряжения в несколько вольт, и транзистор VT2 открывается. В результате выходное напряжение параметрического стабилизатора уменьшается практически до нуля, транзисторы VT1, VT3, VT4 закрываются и нагрузка отключается от сети. Закрывшийся транзистор VT1 перестаёт шунтировать резистор R5, по этому пороговое напряжение (порог выключения) понижается. Так создаётся гистерезис (разница между напряжением включения и выключения защиты), который повышает устойчивость работы устройства. Частота следования импульсов генератора не превышает нескольких герц, поэтому в режиме включённой защиты вспышки светодиода HL2 хорошо заметны.
Когда сетевое напряжение становится меньше порога выключения, устройство возвращается в исходное состояние.
Рис. 2
Все элементы монтируют на печатной плате (рис. 2) из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита толщиной 1 - 1,5 мм. Постоянные резисторы - МЛТ, С2-33, подстроечные - СП3-19а, все конденсаторы - оксидные импортные. Ёмкость конденсатора С1 может быть увеличена до 10 мкФ. Диоды 1 N4007 и симметричный динистор - от энергосберегающих КЛЛ. Возможная замена транзисторов IRFBC40 - IRF840. Светодиоды - любые маломощные повышенной яркости, но желательно разного цвета свечения (HL1 - зелёного, HL2 - красного). Двуханодный стабилитрон КС210Б заменим стабилитронами КС212Б, КС215Б, но подойдёт и обычный, например, Д814Г, Д814Д (его анод подключают к истокам транзисторов, а катод - к их затворам). СоединительX1 - колодка клеммная винтовая Х977В04, но можно обойтись и без неё, соединив розетку для подключения нагрузки с платой отрезками изолированного провода подходящего сечения, а жилы сетевого шнура припаять непосредственно к печатным проводникам.
Рис. 3
С транзисторами IRFBC40 безтепло-отводов к устройству можно подключать нагрузку мощностью до 200 Вт, а если их снабдить теплоотводами с площадью охлаждающей поверхности по 10...15 см2, - до 500 Вт. Смонтированную плату (рис. 3) помещают в корпус подходящих размеров из изоляционного материала. Для подключения нагрузки на нём крепят сетевую розетку.
Налаживание устройства сводится к установке порогов включения и выключения защиты. Для этого, переведя движки подстроечных резисторов R4 и R5 в нижнее (по схеме) положение, подключают к устройству ЛАТР и нагрузку, например, настольный светильник. Подав на ЛАТР сетевое напряжение, подключают к его выходу вольтметр переменного тока и устанавливают напряжение включения защиты (например, 250 В). Подстроечным резистором R4 добиваются срабатывания защиты (нагрузка обесточена, светодиод HL2 вспыхивает). Затем на выходе ЛАТРа устанавливают напряжение отключения защиты (например, 240 В) и подстроеч-ным резистором R5 добиваются подачи сетевого напряжения на нагрузку (светодиод HL2 гаснет). Вращать движки подстроечных резисторов при этих манипуляциях необходимо плавно, а установленные пороги следует проверить несколько раз и при необходимости регулировку повторить.
При налаживании следует соблюдать правила техники безопасности, поскольку устройство гальванически связано с сетью.
Литература
1. Александров И. Устройство аварийного отключения. - Радио, 2013, № 4, с. 31.
2. Нечаев И. Из деталей энергосберегающих люминесцентных ламп. - Радио, 2012, №6, с. 26-28.
Автор: И. Александров, г. Москва