半自动浪涌保护器。方案、说明

半自动浪涌保护器。无线电电子电气工程百科全书

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在我国许多地区，保护家用无线电设备免受“跳变”和电源电压与正常电压急剧偏差的影响仍然是一个后果不可预测的问题。文章作者分析了这一情况，并分享了他实际解决该问题的个人经验。当电压变化超出允许范围时，所提出的设备可以通过快速断开电源来保护无线电设备。首先，在架空电力线附近，电线短路的可能性很高，例如在强阵风期间。特别危险的是其中一根相线短路到“零”。在这种情况下，网络中的电压会升至380V。通常，在这种情况下，电源的氧化物电容器会损坏并且电解液泄漏，这会对一个或另一个无线电设备的运行产生不利影响。

将电源电压降低至 160 V 也很危险，特别是对于开关电源而言。在这种情况下，它们通过功率晶体管在长电流负载下运行，这可能会导致其因过热而发生故障。一个半自动装置，其方案如图1所示，帮助我解决了所描述的问题。 1996.与I. Nechaev“保护网络设备免受电压浪涌影响的自动装置”一文中描述的类似装置（《无线电》，10年，第48,49期，第1页）相比，它的主要区别仅在于当“跳转”时"电压将负载与网络断开，只有按下启动按钮SBXNUMX后才能再次开启。在前面描述的机器中，当电源电压“行走”时，负载会间歇性地供电 - 这对于任何无线电设备，尤其是个人电脑和电视来说都是非常不利的操作模式。

图1（点击放大）

所提出的半自动装置的基础是强大的电磁继电器 K1。为了用直流电为其绕组供电，使用了整流器 MOCTVD1-VD4，通过淬火电容器 C1 和 C2 连接到网络。短按 SB1 按钮打开设备。在这种情况下，继电器 K1 被激活，其闭合触点 K 1.1 阻挡启动按钮的触点。电容器C1在继电器接通时为继电器提供必要的启动电流。在工作模式下，继电器由流过电容器 C2 的电流保持，电源电压至少为 160 V。设置设备时，必须单独选择电容器 C2（有时还有电容器 C1）的电容，以确保每种类型的继电器。当电源电压升至240V时，稳压二极管VD7和VD8打开。同时，光耦U1导通，三极管VS1开通，阻断继电器绕组K1的供电回路。结果，继电器释放并且其断开触点 K1.1 将设备的负载与交流电源断开。

三极管VS3控制电路中的电容C3、并联电阻R1，防止浪涌保护器跳闸。电阻器R1、R2限制通过启动按钮SB1的触点的电流浪涌，同时在电容器C1或C2击穿时充当“保险丝”。二极管VD5提高了器件的性能，这主要取决于所使用的继电器类型，并且是零点几秒。所述装置中使用的RENZZ继电器的释放时间不超过4ms，这对于保护的可靠运行来说是足够的。电阻R5限制流经光耦合器LED U1的电流。通过选择它（8 ... 25 kOhm 范围内），可以以小值（5 ... 10 V）调整超过输入电压的保护阈值。

在结构上，半自动装置被制成便携式延长线的形式。其前壁盖上有电源插座X2、按钮开关SB1（KM2-1或P2K不固定）和指示灯VL1。电磁继电器 (RENZZ)、VS1 三极管和所有其他部件安装在由单面箔材料制成的印刷电路板上，该印刷电路板放置在塑料盒中。继电器 K1 可以是任何类型，工作电压为 12 ... 60 V，其触点设计为在 2 V 电源电压下电流至少为 3 ... 220 A。在这种情况下，电容器C4的额定电压应相应。电容器 C1 和 C2 - K73、MBM、MBGO 的额定电压至少为 350 V（C2 最好为 400 V）。

齐纳二极管 VD7 和 VD8 可以与类似二极管互换，在电流为 310 ... 340 mA 时，其总稳定电压可以为 10 至 12 V。由于这些器件的总稳定电压较低 (250 ... 300 V)，电阻器 R5 应为 30 ... 47 kOhm，并且会消耗更多功率。在这种情况下，将可能增加保护响应阈值的不稳定性。允许将AOD101A（U1）二极管光耦替换为晶体管AOT110或AOT127系列，方法是将电阻R4连接到光电晶体管的发射极，将三极管VS1的阳极连接到其集电极的输出，并安装一个带有基极和发射极之间的电阻为 1 MΩ。同时，三极管也可以具有较大的控制电流，例如KU201或KU202系列。

建立设备主要简化为电容器C2和C1的选择。选择其中的第一个，它们可以在电源电压降至 160 ... 170 V 时关闭设备，第二个 - 使用启动按钮 SB1 可靠打开。电阻器 R5 的选择也是可能的 - 以确保保护系统在电源电压超过 240 ... 250 V 时可靠运行。同时，不应忘记电气安全措施 - 毕竟，所有元件该设备以电流方式连接到高风险电网。

总之，一些与保护装置本身可能发生的变化相关的实用建议。如果高压稳压二极管VD7和VD8的选择有困难，则可以使用一个KS533A稳压二极管并附加一个KT940A晶体管，如图2所示。 8a. 可变电阻器R1设置保护系统的阈值电压。然而，其可靠性会有所下降，因为如果超过输入交流电压，晶体管 VT1 可能会“断开”，并且器件将不会关闭负载。通常，齐纳二极管无法“短路”，这只会导致负载断开。可以通过使用合适功率的光晶闸管（输出脉冲电流至少为1A，例如AOU1系列）替换三极管VS160和光耦合器U1来简化装置。具有这种光耦合器的半自动装置应通过快速对电容器C4放电来可靠地切断继电器KXNUMX绕组的电源。

图2（点击放大）

AOU103 系列最常见的光耦合器可承受高达 0,5 A 的脉冲电流，这可能不足以保证器件的可靠运行。一般来说，光耦合器可以用小功率脉冲变压器代替。例如，便携式晶体管收音机或类似设备的放大器34的匹配变压器是合适的，其绕组包含150...300匝PEV-2 0,15...0,3电线。三极管VS1（图3,6）的控制电路连接匝数较少的绕组，并连接匝数较多的绕组代替光耦合器U1的发光二极管。在这种情况下，电阻器 R3 和 R4 从器件中移除。几台半自动机器（包括经过改造的机器）的长期运行表明其运行可靠。

为了设备的可靠运行，应安装一个按钮作为 SB1，设计用于被保护设备的全启动电流。最好在晶闸管VS1的阳极电路中安装一个阻值为10欧左右的限流电阻，它可以保护晶闸管不被电容C4的放电电流击穿。

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