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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Dispositivo para proteção de eletrodomésticos contra oscilações de tensão da rede elétrica. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Proteção de equipamentos contra operação de emergência da rede, fontes de alimentação ininterruptas A disseminação de novos equipamentos domésticos e eletrônicos complexos e caros requer meios confiáveis de proteção contra flutuações de tensão na rede. Muitas descrições de aparelhos para esse fim foram publicadas nas páginas da revista, mas a maioria delas é feita em microcircuitos ainda inacessíveis aos moradores de áreas rurais distantes das grandes cidades. E são eles que mais sofrem com as oscilações bruscas na tensão da rede elétrica. O autor propõe montar um dispositivo de proteção em elementos discretos amplamente utilizados. Quando a tensão de rede ultrapassa os limites definidos durante o ajuste, o dispositivo, cujo diagrama é mostrado na fig. 1, desconecta a carga da rede e liga novamente um minuto após o retorno da tensão normal. A potência de carga não deve exceder 2 kW.
Com a ajuda de um retificador nos diodos VD1, VD5 com um capacitor de "quenching" C1, obtém-se uma tensão constante, proporcional à rede elétrica alternada. A tensão de saída do segundo retificador (capacitor "extintor" C2, diodos VD2 e VD3), estabilizada pelo diodo zener VD4, alimenta todos os nós do dispositivo. Os motores dos resistores sintonizados R6 e R9 são instalados de forma que, quando a tensão na rede não ultrapassar 180 ... 240 V, a tensão retirada do primeiro deles seja maior que a tensão de estabilização do zener diodo VD6, e deste último é menor que a tensão de estabilização do diodo zener VD7 . Como resultado, o transistor VT1 está aberto e VT2-VT4 está fechado e nenhuma corrente flui através do diodo emissor do optoacoplador U1. Se a tensão da rede cair abaixo de 180 V, o transistor VT1 é fechado e o VT2 é aberto. Em tensões acima de 240 V, os transistores VT3 e VT4 estão abertos. Em ambas as situações, a corrente flui através do diodo emissor do optoacoplador U1. O elemento atuador que conecta e desconecta a carga é o triac VS1. O dinistor do optoacoplador U16 é conectado ao circuito de seu eletrodo de controle através do resistor R8 e da ponte de diodos VD2, que se abre sob a ação de pulsos com frequência de aproximadamente 4 kHz, gerados por um gerador baseado em um transistor unijunção VT6 , em cujo circuito de base existe um diodo emissor do optoacoplador U2. O gerador funciona se o transistor VT5 estiver fechado. O Triac VS1 recebe pulsos de abertura e a carga recebe tensão de rede. Sinalizando isso, a lâmpada neon HL2 está acesa. O transistor aberto VT5, desviando o transistor unijunction VT6, interrompe a geração. Nesse estado, o dinistor do optoacoplador U2 e o triac VS1 permanecem fechados, de modo que a carga é desconectada da rede e a lâmpada HL2 está apagada. A lâmpada neon HL1 indica a presença de tensão na rede e a integridade do fusível FU1 Quando a tensão de rede é aplicada ao dispositivo de proteção, um curto pulso de corrente flui através do diodo emissor do optoacoplador U1. O dinistor do optoacoplador U1, tendo aberto sob a ação de um pulso, permanece neste estado até que a corrente de carga do capacitor C5 se torne menor que a corrente de fechamento do dinistor. O transistor VT5 está aberto devido à corrente de descarga do capacitor C5 através do resistor R12. O processo de descarga leva 65 ... 75 s, após o que o transistor VT5 fecha, o gerador de pulsos no transistor VT6 começa a funcionar e a tensão da rede é fornecida à carga. Este é o modo de operação normal do dispositivo. Quando a tensão de rede ultrapassar os limites estabelecidos, uma corrente fluirá pelo diodo emissor do optoacoplador U1 (como mencionado acima) e o dinistor deste optoacoplador será aberto. O capacitor C5 carregará rapidamente. Isso abrirá o transistor VT5 e desconectará a carga da rede. Esta solução técnica elimina o problema de múltiplas ligações e desligamentos falsos da carga quando a tensão da rede flutua perto de um dos valores limite. O capacitor C5 é totalmente carregado na primeira saída muito curta da tensão de rede além dos limites estabelecidos. Cruzamentos repetidos (até o final da descarga, que dura, como mencionado acima, cerca de um minuto) apenas levam à recarga do capacitor parcialmente descarregado e ao prolongamento da exposição. Isso garante confiável, sem "salto", comutação da carga. A cópia do autor do dispositivo é montada com dobradiças em oito tiras de montagem com dez contatos de folha dupla cada. Também pode ser montado em uma placa de circuito impresso de face única, mostrada na fig. 2.
O triac VS1 está equipado com um dissipador de calor de pinos de 60x55 mm. Os resistores R3 e R4 são soldados diretamente aos terminais dos capacitores C1 e C2. Todo o dispositivo está alojado em uma caixa de tamanho adequado feita de material isolante. Os porta-lâmpadas de néon HL1, HL2 e o porta-fusíveis FU1 estão instalados no painel frontal do gabinete. Capacitores C1 e C2 - MBGCH, C3 - K50-24, C4 e C5 - K50-6; C6 - MBM. Todos os resistores fixos são MLT, os resistores compensados são SPZ-38g. A substituição do KD105B será qualquer diodo retificador para uma corrente de pelo menos 0,3 A e uma tensão reversa de mais de 300 V (série D226 KD20b, KD109). A ponte de diodos KTs407A pode ser substituída por outras próximas a ela em termos de parâmetros, por exemplo, as séries KTs402, KTs405 ou montadas a partir de diodos KD105B separados O diodo zener KS515A é substituído por dois D814A e D814B (VD6) e D814D (VD7) conectados em série - outros de baixa potência com tensão de estabilização, respectivamente 8...10 V e 12...14 V. Em vez dos transistores KT315V, qualquer uma das séries KT503, KT3102, KT3117 servirá e KT3102B (VT5) substituirá KT3102V, KT3102D, KT3117A ou um composto de dois KT315V. Os optoacopladores AOU103B podem ser substituídos por AOU103V, ou melhor, por AOU115G ou AOU115D. Com uma potência de carga de até 1,4 kW, o triac TC122-25 pode ser substituído por uma classe de tensão TC112-10 ou TC106-10 de pelo menos 4 e a 0,7 kW - por um KU208G. Para configurar o dispositivo de proteção, você precisará de um autotransformador ajustável (LATR), um voltímetro CA e uma carga - uma lâmpada incandescente de 220 V com potência de pelo menos 40 watts. No momento da sintonia, é aconselhável instalar um capacitor com capacidade de 5 ... 1 microfarads como C2. Isso reduzirá o atraso de ativação da carga e facilitará o ajuste dos limites. Antes de iniciar o ajuste, mova os controles deslizantes dos resistores R6, R9 para a posição inferior conforme o diagrama. Isso desativará a carga. Tendo definido a tensão de entrada igual ao limite inferior (180 V) usando LATR, mova o controle deslizante do resistor R6 até que a carga seja ligada. Geralmente é possível encontrar uma posição na qual a carga, sem interferência externa, liga e desliga periodicamente. Em seguida, a tensão de entrada é aumentada até o limite superior (240 V) e a proteção é novamente acionada, desta vez usando o resistor de sintonia R9. Resta substituir o capacitor C5 instalado temporariamente por uma capacitância padrão de 200 microfarads e verificar a duração do atraso de ativação da carga. Como os circuitos do dispositivo estão sob tensão de rede, ao ajustá-lo, é necessário seguir as regras de segurança elétrica. Autor: A.Kuzema, Gatchina, Região de Leningrado
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