過電圧に対する変圧器デバイスの保護。スキーム、説明

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変圧器デバイスを過電圧から保護します。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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現在、ビデオ監視、制御および警報装置、電子時計、多機能電話、無線通信装置など、ネットワークからの継続的な電力を必要とする電子機器が多数あります。このような機器を常時オンにしておくと、故障のリスクが高まります。主電源電圧のサージが原因です。さらに、デバイスは故障するだけでなく、火災を引き起こす可能性もあります。

このデバイスの図を図1に示しますが、変圧器電源を備えた機器をネットワークの過電圧から保護するように設計されています。

サージに対する変圧器デバイスの保護

幹線電圧の振幅が許容レベルを超えて増加すると、電界効果トランジスタ VT1 の電源スイッチが降圧変圧器 T1 の一次巻線を幹線電圧から切り離します。設計上の特徴は、保護された電源が電子目覚まし時計や電話などの低電流負荷で動作する場合、変圧器が供給電圧の一部を受け取るため、それらは動作し続けることです。

デバイスは XNUMX つのノードで構成されます。

要素 R2、R3、VD6、VD10、HL1、VU1 の変圧器出力電圧の制御。
VT1、VS1、VD1...VD4、R1、R4...R6、C1...C4 の高電圧電源スイッチ。

要素 FU1 T1、L1、L2、VD11、VD14、C9 は保護された電源に属します。

ネットワーク内の電圧が標準を超えない場合、ツェナーダイオード VD10 が閉じ、フォトカプラ VU1 の LED は点灯しません。整流された主電源電圧の各半波で、抵抗 R1 を介して電界効果トランジスタ VT4 のゲートに開放電圧が供給されるため、トランジスタ VT1 は開き、主電源変圧器 T1 の一次巻線は全電源電圧を受け取ります。ダイオード VD4...VD1 の順方向電圧降下が差し引かれます。 2..3.6 V、および電界効果トランジスタを開くためのしきい値電圧 (XNUMX V) に等しい。

ネットワーク電圧が増加すると、二次巻線 T1 の電圧振幅も増加し、ツェナーダイオード VD10 が開きます。同時にフォトカプラ LED が点灯します。そしてフォトトランジスタが開きます。そこを流れる電流により、低電力サイリスタ VS1 が開きます。 VT1 のゲートをバイパスします。トランジスタが閉じ、一次巻線 T1 への電力が遮断されます。これらのプロセスは主電源電圧の半波ごとに繰り返されます。

定格主電源電圧 (220 V) では、主電源電圧の振幅は約 310 V です。デバイスが 250 V を超える過電圧から保護するように構成されている場合、振幅値が約 352 V に達すると、変圧器への電力供給が制限されます。 XNUMXV。

保護された電源への電力供給は、ほとんどの保護装置と同様に完全には停止しませんが、変圧器に供給される電力は減少します。トランスの二次巻線の電圧波形が歪んでしまっています…。過電圧と負荷電流の大きさに応じて、次のようになります。図2に示すように。

チョーク L1 と L2 は、トランスに入るネットワークノイズのレベルを低減します。さらに、電源が電力制限モードで動作している場合、これらのチョークは、ネットワークに侵入する保護ユニットによって生成される干渉のレベルをある程度低減しますが、緊急時にはこれは重要ではありません。電源をアップグレードすると、整流器の出力電圧が約 3% 低下するため、電源の主整流器 (ダイオード VD11...VD14) をショットキーダイオードに交換することをお勧めします。フィルタコンデンサ C1.2 の電圧は 9 V 増加します。コンデンサ C5...C8 は、ラジオ受信中の乗算バックグラウンドを除去するため、および過剰な逆電圧に特に敏感なショットキーダイオードの故障を防ぐために使用されます。コンデンサ C1...C4 も干渉と闘います。

抵抗 R2 と R3 はブリッジ整流器 VD6...VD9 を流れる電流を減らし、雷雨などのフォトカプラの絶縁破壊が発生した場合の余分な電流の量を制限します。保護動作中の HL1 LED の輝きは、ほとんど目立ちます。電源に増加した電圧が供給されると明るく点灯し始めます - 保護ユニットが機能しない場合、たとえば、VT1 ツェナーダイオード VD5 が壊れている場合、デバイスの通常動作中は、デバイスの動作には影響しません。 VT1 は機能しますが、たとえば、ゲートの端子がドライバーで触れられた場合やその他の緊急事態において電源を保護します。

詳細。チョーク L1 および L2 は、工業用または自家製の小型で、インダクタンスが少なくとも 33 μH で、適切な電流に合わせて設計されています。抵抗器 - タイプ MLT S1-4 S1-14、S2-23。コンデンサ C1...C4 は動作電圧が少なくとも 1500 V の小型セラミックで、C5 C8 は二次巻線 T2.3 の電圧の 1 倍高い動作電圧のセラミックです。コンデンサ C9 は通常の酸化コンデンサです。ダイオード 1N4006 は、負荷に対応する電流と少なくとも 1 V の動作電圧を備えた 4005,1N4007.1、4937N243N258、KD600D (E...Zh)、KD360G などに置き換えることができます。ショットキーダイオード SR60 は最大 3 V の逆電圧を許容します。 V と最大 360 A の平均整流電流。これらは MBRD360 と置き換えることができます。 MBR1。わずかに高い電圧降下を許容できる場合は、一般的な 5819N1 ダイオードを使用することもできます。最大 XNUMX A の整流電流を許容します。

強力なNチャネルポップトランジスタ。 KP707V2と交換可能です。 KP707V1、KP707E1。 IRFPE30。 SSP3N80。 BUZ80も同様。一次巻線の電流が 0.2 A を超える強力なトランスを使用する場合は、トランジスタを小さなヒートシンクに取り付ける必要があります。 FET を取り付ける際は、静電気による損傷を受けやすいことに注意してください。サイリスタの代わりにKU112Aが適しています。ク112AM。 LTV817フォトカプラは交換可能です。 PC817など。 KS518 ツェナーダイオードは 1N4746A に置き換えられます。使用される VD10 ツェナーダイオードの種類は、最小負荷電流における変圧器の 431 次巻線の出力電圧と、保護ユニットが設定される最大ネットワーク電圧によって異なります。ツェナーダイオードの選択が制限されている場合は、調整可能なツェナーダイオード TL515 を適切なスイッチング回路で使用できます。 KS1G ツェナーダイオードの代わりに、4744NXNUMXA を使用できます。

例として、保護ユニットは産業用変圧器と連携して動作します。 TP20-1。パラメータはTVK-110LMと同様です。 T1 の代わりに、二次巻線の 5 つに 40 ～ 11 V の出力電圧を備えたほぼすべての電源トランスを使用できます。必要に応じて、ダイオード VD14 ～ VD9 およびコンデンサ C100 がより高い動作電圧に設定されます。動作電圧が 213 V を超えるショットキーダイオードをリニア電源整流器に使用するのは意味がないため、KD3 シリーズのダイオードを使用してブリッジ整流器を作成できます。電圧降下も比較的小さいです。いくつかの要素のピン配置を図 XNUMX に示します。

サージに対する変圧器デバイスの保護

電力が 10 W 未満の電源で保護ユニットを動作させる場合は、より低い抵抗値 (1...20 kOhm) の抵抗 R47 を取り付けることをお勧めします。

一部の構造要素には通電しているため、安全規則に従ってください。

著者: A.Butov、p。クルバ、ヤロスラヴリ地方

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