用于远程阻止用电者的装置。方案、说明

用于远程切断用电设备的装置。无线电电子电气工程百科全书

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现代家用大功率电器（电热水壶、微波炉、洗衣机、取暖器、吸尘器），特别是进口大功率电器，其特点是电流消耗大。由于同时激活多个此类设备，可能会发生电线过载，从而带来令人不快的后果。

所提出的设备排除了连接用户选择的两个最强大的电力消费者（或其中两组）的可能性。其中一个更优先 - 领导者，另一个 - 奴隶。主消费者可以随时打开，而从消费者只能在主消费者关闭时打开。例如，电热水壶是主导消费，微波炉是从属消费。在这种情况下，电热水壶加热水时不能打开微波炉。

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该设备的工作原理是基于提供无线电信号来关闭从属消费者的电源电路，同时主消费者的电流消耗超过特定阈值水平。该设备的基础是广泛使用的 433 MHz 频段远程门铃。目前，此类调用广泛用于业余无线电设计 [1-3]，包括电源管理 [4]。无线电呼叫已被修改并配备了控制单元。为了显着减少以太的“污染”，使用了脉冲辐射。无线电呼叫的范围为几十米，具体取决于具体型号和放置条件，足以满足指定用途。作者使用了无线电呼叫“CONSTA NS-9688C”。

所提出的装置由无线电发射和无线电接收部分组成。第一个用于主负载侧，第二个用于从负载侧。在图中。图1示出了铃声发送器控制单元的框图。电流互感器T1是前级负载供电电路中的电流传感器。使用该变压器可以简单地实现传感器的电流隔离[5-8]。

来自电流互感器次级绕组的电压（负载电流为 50A 时约为 10mV）通过隔离电容器 C1 到达元件 DD1.1 上的第一放大器级。电容器 C2 抑制元件 DD1 输入端（引脚 1.1）处的高频干扰和脉冲噪声。使用逻辑元件作为线性放大器是为了充分利用 DD1 微电路的元件 [9]。

K564LP2 微电路的“异或”元件与其他 CMOS 微电路的元件类似，能够作为放大器在线性模式下工作。但要做到这一点，需要对其一个输入施加高电平，从而将其变成反相器，并将第二个输入连接到 OOS 电路。没有反馈的此类元件的增益很小 - 在 25 Hz 频率下仅为 30...50。不过，这已经足够了。

由元件DD1.1放大的信号通过电容器C3馈送到元件DD1.2。两个元件均由本地 OOS 电路覆盖，并且在 50 Hz 频率下每个元件的增益为 10...12。来自元件DD1.2的输出通过电容器C4的信号被提供给矩形脉冲整形器，并在元件DD1.3上收集。内部二极管的阴极连接到端子 8，阳极连接到 DD1 微电路的公共线，在负极性脉冲期间打开，在正极性脉冲期间关闭，从而检测放大的信号。

如果元件 DD8 输入端（引脚 1.3）的信号低于开关阈值，则该元件的输出为高电平，晶体管 VT1 闭合，否则晶体管 VT1 打开，网络频率为 50 Hz。电阻R8将晶体管VT1集电极的脉冲电流限制在安全水平。电容器C5被充电，因此只要前导负载导通，其上就会形成恒定的高电平电压。

该电压提供给DD1.4元件上的单个振荡器，在该振荡器的输出端形成持续时间为0,7R10C6（约1秒）的高电平脉冲，这对于开关的稳定运行来说是足够的。部分。当领先负载关闭时，形成相同持续时间的第二个脉冲。晶体管 VT2 在这些脉冲期间打开，从而将电源电压提供给振铃发送器，该发送器消耗几毫安的电流。二极管VD1将晶体管VT2发射结处的反向电压限制在安全水平。

发射机控制单元从无线电铃声发射单元的 1A 尺寸的 GB23 电池（电压为 12V）接收电源。最好使用稳定输出电压为 12V 的电源代替电池。

控制单元的输出连接到电铃无线电发射器的电源电路，该发射器没有被修改。 SB1 - 呼叫按钮 - 左侧可用于手动远程控制从属用电设备。电容器C7和C8安装在无线电铃发射单元中。它们可以平滑发射器消耗的电流脉冲，防止它们影响控制单元。

该装置的接收部分由改进的无线呼叫接收机和交换单元组成，其示意图如图2所示。 1. 该模块由晶体管 VT1.1 上的脉冲整形器、D 触发器 DD2、开关晶体管 VT3 和 VT1、双向可控硅光电耦合器 U1 上的光电交流开关、强大的双向可控硅 VSXNUMX、电阻器组成

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R3-R5和电容器C3。无线电接收器是这样修改的。无变压器电源的元件从其印刷电路板上移除，除了 VD5-VD8、HL3、C6、C7 之外。在空出的空间内安装了新的电源：变压器T1、二极管电桥VD1-VD4、平滑电容器C5、电阻器R8和R9。然后将印刷导体切割，适合TS9微电路的端子4069，在该端子和公共线之间安装电容器C8，并将电阻器R10焊接到导体切割中（由“x”符号所示）。无线电接收器的输出 - TC8 芯片的引脚 4069 连接到开关单元的输入。尽管TC4069芯片采用不同的封装生产，但引脚数量及其编号是相同的。

新电源12…15V的输出电压通过限流电阻R1提供给LED HL2和HL8。芯片DD1和晶体管VT1由参量稳压器供电，该参量稳压器由拆解的无线呼叫无变压器网络电源遗留下来的电阻R9和VD5-VD8HL3元件组成。 HL3 LED 还用作电源电压存在和电源运行状况的指示器。笔者使用的无线电呼叫采用的是RD314S LED（图3中的HL2），VD5-VD8电路包含四个二极管。在某些其他无线电呼叫中，可能存在两个或三个串联二极管的电路，在这种情况下，参数稳定器的电压可能在 3,3 ... 4,5 V 范围内。该电压为 VT1 晶体管和DD1微电路。其未使用的输入连接到公共电线。

施加电源电压后，元件C4、R6、R7形成脉冲，将触发器DD1.1在引脚1处设置为低电平状态。晶体管VT2闭合，LED HL1熄灭。晶体管VT3开路，其漏极电流流过光耦U1.2的发光二极管，从而光敏电阻U1.1和双向可控硅VS1开路。连接到设备输出端的驱动负载可以连接到网络，这由燃烧的LED HL2指示。

当驱动负载开启时，无线电接收机输出的低电平脉冲经R1C1电路进入晶体管VT1的栅极，使晶体管截止。如上所述，R1C1 电路和添加到接收器的类似电路可以防止干扰引起的误报。来自漏极VT1的高电平脉冲被馈送到触发器DD1.1的输入C并对其进行切换。晶体管VT2打开，VT3关闭。 HL2 LED 熄灭。光敏电阻U1.1和双向可控硅VS1闭合。在这种情况下，驱动负载断电，如 LED HL1 亮起所示。如果需要，可以通过手动按下无线电呼叫按钮SB1来反转设备的状态。

电流互感器T1（见图1）是在RES10继电器线圈（版本RS4.529.031 -05）的基础上制成的，用作次级绕组（II）。您还可以使用继电器版本 RS4.529.031-12 和 RS4.529.031-20。线圈的尺寸使其可以直接放置在大功率用户的电源插座中。绕组包含1100匝，其电阻为45欧姆。初级绕组（I）由两匝横截面为 2,5 mm2 的绝缘线缠绕在其上。这样的电流互感器在50A的负载电流下，在47欧姆的电阻下提供10mV的电压。如果负载电流超过25A，初级绕组的匝数可以减少到一匝。

该装置可以使用铁磁环磁芯上的变压器，其设计在[5-7]中描述。制造时，电流变比应取在1:300...1:1000范围内。您还可以使用工业制造的电流互感器，例如用于电表 [8]。

用电者远程阻断装置
图。 3

变压器电流传感器可以用电阻器代替，如图3所示。 1. 光耦合器 U1 为呼叫发射机控制单元提供与电源电压的电流隔离。电流传感器连接到负载相断路 - 一个强大的电阻器 R2，其产生的电压与负载电流成正比，通过限流电阻器 R1 连接到发光二极管 UXNUMX。

二极管VD1限制光耦合器发光二极管上的反向电压。考虑到这些晶体管具有不同的结构，光耦合器U1的光电晶体管代替晶体管VT1（见图1）被导通。光耦U1的光电三极管的集电极接电源正极，发射极接电阻R8的上端（如图所示）。晶体管VT1、电阻R7以及图1中的所有元件。左边XNUMX，未使用。电阻式电流传感器的优点是零件数量较少并且没有绕组元件，缺点是存在强大的发热电阻。

用电者远程阻断装置
图。 4

控制单元位于电铃发射器外壳内印刷电路板上方，如图 4 所示。 1. 晶体管VT361可以使用KT3107或KT2系列中的任何字母索引。晶体管 VT3102 - KT1 系列中的任何一个。二极管 VD509 - KD510、KD521、KD522、KD2 系列中的任何一个。电容C4、C8、CXNUMX——任意薄膜或陶瓷，其余均为进口氧化物。

用电者远程阻断装置
图。 5

该装置的接收和交换单元（见图2）放置在外部尺寸为120x120x75 mm的功率器件统一塑料外壳内，如图5所示。 1. 无线电接收器和开关单元的板通过 M3 螺钉固定在外壳上，并通过电线相互连接。为 HL1-HLXNUMX LED 钻孔。强大的双向可控硅 VSXNUMX 安装在 Pentium I 处理器的散热器上。

在接收和开关节点（见图2），K561TM2（DD1）微电路可以用KR1561TM2替换，所有晶体管都来自KP501系列，具有任何字母索引。可控硅光耦MOS3083M(U1)可用MOS3081M、MOS3082M、MOS3051、MOS3052替代。最大负载电流为139A的可控硅BTA800-1（VS16）可以用BTA139-600代替，如果负载电流大于16A但小于25A，则用BTA140-800或BTA140-600。电容器 C3 - K73-17，额定电压为 630 V。黄色 AL307EM (HL1) LED 可以用 AL307ZhM 替换。该LED表示禁止开启驱动负载，因此可以为红色AL307BM或AL307KM。 LED AL307GM (HL2) 绿光表示可以打开驱动负载，可以用 AL307VM 替换。 VD5-VD8HL3电路可以用KS133-KS147系列的任何字母索引的齐纳二极管代替，其阴极连接到电阻器R9的右侧（根据图表）输出，阳极连接到负极电源线。

T1电源的网络变压器是任何额定功率为3...4 W、次级绕组电压为9...11 V的变压器。此类变压器常用于家用无线电设备中。自制电源T1VD1-VD4C5可以用现成的网络适配器替换，输出电压为12...15 V，电流至少为30 mA。

设置设备归结为根据驱动负载消耗的电流设置发射器控制单元（见图 1）的响应阈值。在设置过程中，选择电流互感器 T1 的初级绕组 (I) 的匝数，并通过在 1.1 范围内选择电阻器 R1.2 和 R3 来确定所需的元件 DD5 和 DD300 的增强。 ..1000 kOhm。开关单元（见图2）不需要调整。

文学

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作者：D. Pankratiev

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