Защита бытовой техники от скачков сетевого напряжения мощностью 2,6 кВт | РадиоДом - Сайт радиолюбителей

Навигация


Защита бытовой техники от скачков сетевого напряжения мощностью 2,6 кВт
Современная бытовая техника с импульсными источниками питания может работать в очень широких пределах нестабильности сетевого напряжения. Но есть такая техника, как холодильник, кондиционер, посудомоечная машина более требовательны к электросети. Изменение напряжение сети от нормального даже на 10 - 12 % для некоторых из них нежелательно. Причем это касается не только повышения напряжения, но и в сторону понижения. Например, при низком напряжении питания электродвигатель компрессора холодильника может остановиться. При этом ток через его обмотку резко возрастет, что может привести даже к возгоранию. Крайне нежелательно и превышение напряжения, а так же его резкие скачки.

В статье представлена схема защитного устройства, которое следит за уровнем напряжения в сети, и если его величина выходит за заданные при настройке пределы схема отключает нагрузку. Примечательно то, что включение нагрузки происходит не сразу после прихода напряжения сети в норму, а через несколько секунд после этого. Такая задержка не дает переходным процессам, возникшим в сети, отрицательно повлиять на оборудование.
 
Защита бытовой техники от скачков сетевого напряжения 2,6 кВт


Устройство постоянно подключено к электросети, независимо от колебаний напряжения в ней. Включение и выключение нагрузки производится с помощью относительно мощного реле К1. Электроника и реле питаются от источника питания на трансформаторе Т1. Напряжение питания микросхемы D1 поддерживается стабильным на уровне 5 вольт с помощью стабилизатора А1. Датчиком величины сетевого напряжения служит выпрямитель на элементах VD4 и СЗ, а так же, R1-R4. Может показаться странным что вся схема питается от трансформатора, а контрольное напряжение снимается непосредственно с сети. К такому решению пришлось прийти после испытания первоначального варианта схемы, в котором контрольное напряжение снималось с вторичной обмотки трансформатора. Причиной неудачи стало то, что при включении и выключении реле происходит существенное изменение напряжения на выходе маломощного трансформатора и выпрямителя. Связанно это с относительно большим током потребления данного типа реле.

Работает датчик следующим образом: VD4 - СЗ представляет собой выпрямитель. На его выходе будет постоянное напряжение, пропорциональное переменному напряжению в сети. Резисторы R1 - R4 представляют собой два подстраиваемых делителя напряжения. Элементы микросхемы D2 образуют своеобразные усилители сигналов датчика. Элементы микросхемы К561ЛА7 не содержат триггеров Шмитта, поэтому их пороговые уровни - верх нуля и низ единицы практически на уровне одного напряжения Элементы же микросхемы К561ТЛ1 с триггерами Шмитта. И пороги нуля и единицы у них сильно различаются. Резистором R4 выставляют нижний порог напряжения сети, а резистором R3 - верхний. Когда в сети напряжение ниже установленного порога напряжение на входе D2.1 сползает в сторону логического нуля. Напряжение на выходе D2.1 начинает повышаться и элемент D1.1 переключается в нулевое состояние на выходе. Это приводит к переключению элемента D1.2 в единичное состояние. Конденсатор С4 быстро заряжается через VD5 и R5. На выходе D1.3 возникает нуль. Транзисторы VT1 и VT2 выключаются и реле К1 отключает нагрузку. При входе напряжения в норму происходит обратный процесс и на выходе D1.2 устанавливается нуль. При этом разрядка конденсатора С4 происходит через относительное большое сопротивление R8, поэтому на включение нагрузки уходит несколько секунд (пока С4 разряжается до порога логического нуля).
Если напряжение в сети превышает установленный резистором R3 максимальный предел, то срабатывает элемент D2.2. На его выходе напряжение снижается и это приводит к переключению элемента D1.2 в состояние единицы на выходе. Дальше все, как и в случае с понижением напряжения.
При налаживании надо подключить через автотрансформатор ЛАТР, позволяющим временно регулировать переменное напряжение. С его помощью напряжение понижают и повышают до необходимых предельных значений, и соответственно регулируют точки срабатывания резисторами R3 и R4.
Тип реле К1 зависит от максимальной мощности нагрузки. До мощности 200 Ватт можно использовать реле КУЦ-1 от старых советских телевизоров.
Все радиокомпоненты устройства как отечественные так и зарубежные, возможна их замена на близкие аналоги:
T1 - сетевой трансформатор на 220 вольт с вторичной обмоткой 9 + 9 вольт, ток до 0,3 ампер
VD1...VD3 - 1N4004
VD4 - 1N4007
VD5 - КД522
R1, R2 - 180 кОм
R3, R4 - 4,7 кОм - переменный
R4 - 1 мОм
R5 - 1 кОм
R6 - 4,3 кОм
R7 - 220 Ом
C1 - 1000 мкФ х 16 вольт
C2 - 2,2 мкФ х 16 вольт
C3 - 4,7 мкФ х 16 вольт
C4 - 10 мкФ х 16 вольт
VT1 - КТ315
VT2 - КТ815
D1 - К561ТЛ1
D2 - К561ЛА5
A1 - 78L05
K1 - HJQ-13F - максимальная мощность 2600 Ватт (2,6 кВт)