Dispositivo de proteção contra surtos. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Proteção de equipamentos contra operação de emergência da rede

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Em [1], é descrito um dispositivo que desliga o enrolamento primário do transformador de rede aquecendo o sensor de temperatura quando a tensão da rede aumenta. Na minha opinião, este design tem várias desvantagens: - aplicação limitada. Não pode ser usado para proteger eletrodomésticos caros como geladeira, máquina de lavar, TV; - grande inércia do sensor, dependendo da distância do local de sua fixação à carcaça do transformador.

Ofereço minha própria versão de um dispositivo que protege a rede em toda a sala. O dispositivo, cujo diagrama de blocos é mostrado na Fig. 1, consiste em um retificador; um circuito de comparação que registra um aumento de tensão na rede; dispositivos de controle e chaves.

O diagrama esquemático do dispositivo é mostrado na Fig.2. O sensor é uma fonte de tensão DC não estabilizada, composta por um transformador T1, uma ponte de diodos VD4 e um capacitor C4.

(clique para ampliar)

Com o aumento da tensão na rede, a tensão na saída da ponte VD4 aumenta. A um determinado valor desta tensão, o comparador DA1 é ativado. O sinal de saída do comparador é alimentado na entrada do gerador (DD1.1, DD1.2) do dispositivo de controle, descrito em detalhes em [3]. O gatilho RS é excluído do dispositivo, porque o gerador é controlado pelo comparador DA1. O elemento de comutação (chave) é um triac VS1 conectado ao gerador.

O gerador produz pulsos com frequência de 10 kHz com ciclo de trabalho de 10. O ciclo de trabalho máximo dos pulsos é limitado apenas pelo tempo de ativação do triac. Para KU208G, a duração do pulso de controle deve ser de pelo menos 10 μs. A unidade de controle inclui uma fonte de energia montada nos elementos VD1, VD2, C1, R1, R2. O transistor VT2 é um amplificador de potência de pulso gerador. Um nível alto na saída do comparador aciona o gerador de pulsos. No momento da inicialização, o dispositivo consome mais corrente, que no primeiro momento é mantida pela tensão no capacitor C1. Em seguida, o triac VS1 abre e, através do resistor R7, o transistor VT1 abre. O transistor aberto VT1 ignora o resistor R2, fornecendo assim uma corrente de alimentação ainda maior. O LED HL1 serve para indicar que a carga está ligada. A operação do comparador DA1 é descrita detalhadamente em [2]. A tensão de referência aplicada ao pino 5 define o limite superior. O valor da histerese da característica de transferência

onde R9' é a resistência da parte superior de acordo com o esquema (antes do motor) do resistor R9; R9 "é a resistência da parte inferior (do motor) do resistor R9 de acordo com o circuito. Quando o sinal de entrada atinge o limite superior do comparador, ou seja, Uop. A tensão lógica "1" é definida na saída DA0 . O gerador desliga, o tiristor VS1 permanece fechado e a carga é desconectada da rede. Se depois disso a tensão de entrada diminui em relação a Uon pelo valor Ug, o nível de saída é novamente definido como "1" e o a carga está conectada à rede. O valor da histerese e, portanto, o limite inferior do comparador, é regulado pelo resistor R9.

Detalhes e projeto. O transformador T1 deve ser projetado para uma tensão de enrolamento primário de 380 ... 400 V. Pode ser pré-fabricado ou modificado. O refinamento consiste em enrolar um número adicional de espiras do enrolamento primário, correspondente a 380 V. O enrolamento secundário do transformador deve ser projetado para uma tensão de 4 ... 5 V na tensão nominal da rede (220 V).

A fonte da tensão de referência Uo„ para o comparador DA1 pode ser um estabilizador de qualquer projeto (não é mostrado no diagrama). O capacitor C3 suprime possíveis interferências de rádio e melhora o formato da tensão de saída. Deve ter uma tensão operacional de pelo menos 500 V. A configuração do dispositivo se resume a definir o limite de resposta do comparador DA1 e selecionar o valor do resistor R6 para operação confiável do triac VS1.

Para definir o limite de resposta do comparador DA1, uma tensão é aplicada à entrada do dispositivo através do LATR dentro da tolerância da rede - geralmente não superior a 240 ... 245 V. Depois disso, o valor da tensão no capacitor C4 é medido. Uma tensão de mesma magnitude é aplicada ao pino 5 de DA1 e é Uon. Então, reduzindo a tensão de entrada, o resistor R9 define o limite desejado para ligar o comparador.

Devido à relativa complexidade de fabricação do transformador T1, é possível utilizar um circuito comparador sem transformador, descrito em detalhes em [4].

Nas variantes propostas do IC DD1 não é totalmente utilizado (existem elementos livres). Para eliminar esta desvantagem, proponho substituir o gerador no IC DD1 por um gerador de acordo com o circuito mostrado na Fig. 3 [5].

Período de oscilação do gerador

T=R2 • C1 • /p2.

O gerador é controlado pela entrada de bloqueio (pino 4) do pino 7 do comparador DA1 (Fig. 2). Quando o nível de lógica "1" na entrada de bloqueio (pino 4), o bloqueio do temporizador é desabilitado. Quando um "0" lógico é aplicado, o bloqueio é habilitado e o temporizador passa de qualquer estado ativo para um passivo (desligado), ou seja, geração é interrompida.

Os fusíveis FU1, FU2 na Fig. 1 e Fig. 2 são fusíveis residenciais ("plugues"). É aconselhável instalar o triac KU208 em um dissipador de calor. Em vez de um triac, dois tiristores KU202 podem ser usados, ligando-os em antiparalelo para aumentar a potência comutada. O capacitor C1 deve ter uma corrente de fuga mínima. Se for necessário aumentar a potência fornecida pela fonte de alimentação, os valores dos resistores R1 e R2 são reduzidos e o valor do capacitor C1 é aumentado.

Literatura

1. Milyushin A. Dispositivo de proteção térmica para relógios eletrônicos. - Rádio Amador, 1998, nº 4, p. 30.
2. Aleksenko A.G. etc. Aplicação de microcircuitos analógicos de precisão. - M.: Rádio e comunicação, 1985, 186 p.
3. Ivanov A. Interruptor de faca eletrônico. - Rádio, 1992, nº 5, S. 17.
4. Leontyev A. Dispositivo de sinal em um comparador de dois limites. - Rádio, 1992, nº 2.C.36.
5. Naiderov V.3. Dispositivos funcionais em microcircuitos. - M.: Rádio e comunicação, 1985.

Autor: A. Ilyin, São Petersburgo; Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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