半自動サージプロテクタ。スキーム、説明

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電圧サージに対する半自動保護。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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無線電子工学と電気工学の百科事典 / ネットワークの緊急操作、無停電電源装置からの機器の保護

家庭用無線機器をサージや主電源電圧の標準からの急激な逸脱から保護することは、我が国の多くの地域に予測不可能な結果をもたらす問題として依然として残っています。記事の著者は状況を分析し、この問題に対する実際的な解決策の個人的な経験を共有しています。提案されたデバイスは、電圧が許容範囲を超えて変化した場合に、無線機器を主電源から即座に切断することで無線機器を保護します。これは、まず第一に、強風時などに電線が短絡する可能性が高い架空送電線の近くに関連します。相線の 380 つが「ゼロ」に短絡した場合は特に危険です。この場合、ネットワーク内の電圧は XNUMX V に上昇します。通常、このような場合、電源の酸化コンデンサが破裂し、電解液が漏れ、特定の無線機器の動作に悪影響を及ぼします。

ネットワーク電圧を 160 V に下げることも、特にスイッチング電源の場合には危険です。このような場合、パワートランジスタを介した長時間の電流負荷の下で動作することになり、過熱により故障する可能性があります。図に示す半自動機械は、上記の問題を解決するのに役立ちます。 1. I. Nechaev の記事「電圧サージからネットワーク機器を保護するための自動装置」 (「Radio」、1996 年、No. 10、48,49、1 ページ) に記載されている同様の装置とは、「」の場合のみ異なります。「電圧サージ」が発生するとネットワークから負荷が切断され、SBXNUMX スタートボタンを押した後にのみ負荷をオンに戻すことができます。前述のマシンでは、主電源電圧が「消える」と、負荷に断続的に電力が供給されます。これは、あらゆる無線機器、特に PC やテレビにとって非常に不利な動作モードです。

図1（クリックすると拡大）

提案された半自動デバイスの基礎は、強力な電磁リレー K1 です。巻線に直流で電力を供給するには、整流器 MOCTVD1 ～ VD4 が使用され、クエンチングコンデンサ C1 および C2 を介してネットワークに接続されます。 SB1 ボタンを短く押して、デバイスの電源をオンにします。この場合、リレー K1 が作動し、その閉じ接点 K1.1 がスタートボタンの接点をブロックします。コンデンサ C1 は、リレーがオンになると、リレーに必要な始動電流を供給します。動作モードでは、リレーはコンデンサ C2 を流れる電流によってネットワーク電圧が少なくとも 160 V になるまで保持されます。デバイスをセットアップするときは、コンデンサ C2 (および場合によってはコンデンサ C1) の静電容量をタイプごとに個別に選択する必要があります。リレーの。ネットワーク電圧が 240 V に増加すると、ツェナーダイオード VD7 と VD8 が開きます。同時に、フォトカプラ U1 がトリガされ、サイリスタ VS1 が開き、リレー巻線 K1 の電源回路が遮断されます。その結果、リレーが解放され、その接点 K1.1 が開き、デバイスの負荷が AC 電源から切断されます。

サイリスタ VS3 の制御回路内のコンデンサ C3、シャント抵抗 R1 は、インパルスノイズに対する保護動作を防止します。抵抗 R1、R2 は、スタートボタン SB1 の接点を流れる電流のサージを制限すると同時に、コンデンサ C1 または C2 が故障した場合には「ヒューズ」として機能します。 VD5 ダイオードはデバイスの性能を向上させます。この性能は主に使用されるリレーの種類によって決まり、ほんの数秒で決まります。説明されているデバイスで使用されている RENZZ リレーのリリース時間は 4 ミリ秒を超えず、保護を確実に動作させるには十分です。抵抗 R5 は、フォトカプラ U1 の LED を流れる電流を制限します。これを選択することで（8...25 kOhm 以内）、入力電圧を超えた場合の保護しきい値を小さな値（5...10 V）で調整できます。

構造的には、半自動装置はポータブル延長コードの形で作られています。前面の壁カバーには、電源ソケット X2、押しボタンスイッチ SB1 (固定なしの KM2-1 または P2K)、およびインジケータ VL1 があります。電磁リレー（RENZZ）、サイリスタVS1、その他の部品は片面箔素材のプリント基板に実装されており、プラスチックケースに収められています。リレー K1 は 12 ～ 60 V の動作電圧に対応する任意のタイプにすることができ、その接点は 2 V のネットワーク電圧で少なくとも 3 ～ 220 A の電流が流れるように設計されています。コンデンサ C4 の定格電圧もそれに応じて設定する必要があります。少なくとも 1 V の定格電圧用のコンデンサ C2 および C73 - K350、MBM、MBGO (C2 は 400 V の方が優れています)。

ツェナーダイオード VD7 と VD8 は同様のものに置き換えることができ、その総安定化電圧は 310 ～ 340 mA の電流で 10 ～ 12 V になります。これらのデバイスの総安定化電圧が低い場合 (250 ～ 300 V)、抵抗 R5 の抵抗値は 30 ～ 47 kOhm で、消費電力は高くなければなりません。この場合、保護閾値の不安定性が増大する可能性がある。抵抗器 R101 をフォトトランジスタのエミッタに接続し、トリニスタ VS1 のアノードをそのコレクタ端子に接続し、抵抗を備えた抵抗器を取り付けることにより、ダイオードフォトカプラ AOD110A (U127) をトランジスタシリーズ AOT4 または AOT1 に置き換えることができます。ベースとエミッタ間は1MOhmです。この場合、KU201 または KU202 シリーズなどのサイリスタは高い制御電流を持つこともできます。

デバイスの確立は、主にコンデンサ C2 と C1 の選択に還元されます。それらの最初のものを選択すると、電源電圧が160 ... 170 Vに低下したときにデバイスの電源がオフになり、1つ目はスタートボタンSB5で確実にオンになります。抵抗R240の選択も可能です - 250 ... XNUMX Vを超える電源電圧で保護システムの信頼性の高い動作を確保するため. 同時に、電気的安全対策を忘れてはなりません.デバイスは、リスクの高い電力網に電気的に接続されています。

結論として、保護装置自体の変更の可能性に関する実用的なアドバイスをいくつか紹介します。高電圧ツェナーダイオード VD7 および VD8 の選択に問題がある場合は、図に示すように、533 つの KS940A ツェナーダイオードと追加の KT2A トランジスタを使用することができます。 8、a. 可変抵抗器 R1 は、保護システムのしきい値電圧を設定します。ただし、入力 AC 電圧を超えるとトランジスタ VT1 が「破損」し、デバイスが負荷をオフにしない可能性があるため、信頼性は多少低下します。ツェナーダイオードは通常、「短絡」が原因で故障し、負荷の切断につながるだけです。サイリスタ VS1 とフォトカプラ U1 を、出力パルス電流が少なくとも 160 A の適切な電力のオプトサイリスタ (AOU1 シリーズなど) に置き換えると、デバイスを簡素化できます。このようなフォトカプラを備えた半自動デバイスは、コンデンサ C4 を急速に放電することにより、リレー KXNUMX の巻線への電力供給を確実に遮断する必要があります。

図2（クリックすると拡大）

AOU103 シリーズの最も一般的なフォトカプラは、最大 0,5 A のパルス電流に耐えることができますが、デバイスの信頼性の高い動作には十分ではない可能性があります。一般に、フォトカプラは低電力パルストランスに置き換えることができます。例えば、携帯用トランジスタラジオ等の増幅器３４の整合変圧器が適しており、その巻線にはＰＥＶ−２０．１５…０．３ワイヤが１５０…３００回巻かれている。サイリスタ VS34 の制御回路には巻数の少ない巻線が接続され (図 150)、フォトカプラ U300 の発光ダイオードの代わりに巻数の多い巻線が接続されます。この場合、抵抗 R2 と R0,15 がデバイスから削除されます。改造を施したものも含め、いくつかの半自動機械の長期運転により、その信頼性の高い動作が実証されました。

デバイスの信頼性の高い動作のために、保護されたデバイスの完全な始動電流用に設計されたSB1としてボタンを取り付ける必要があります。サイリスタ VS1 のアノード回路に約 10 オームの抵抗を持つ制限抵抗を取り付けることが望ましいです。これにより、サイリスタがコンデンサ C4 の放電電流による破壊の可能性から保護されます。

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