保护无线电电子设备免受电源电压升高的影响。方案、说明

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无线电电子与电气工程百科全书 / 保护设备免受网络紧急运行、不间断电源的影响

文章评论

在我们这个时代，网络电压的升高（以及降低）是常见的情况。网络实际上“充斥着”各种脉冲噪声，并且电源电压的“尖峰”超过 300 V 或更高。在农村地区，情况更糟。

紧急情况下，消费者可能会使用 220 V 或更高电压，而不是所需的 350 V！电源电压在 180 ... 260 V 范围内是常见现象，而非例外。

在这种情况下最敏感的是无线电电子设备（RES）。因此，有必要保护 RES 免受电源电压可能增加的影响。

其中一个组装结构已与 3USCT TV 一起成功运行了一年多。其电路极其简单（图1），但对于保护电视机免受市电电压浪涌和市电电压长时间急剧升高的影响相当有效。

保护无线电电子设备免受电源电压升高的影响

电视消耗的功率约为70W，电视（MP3电源模块）正常工作的范围（有一定余量）为180...240V（175...245）。当电压升高到 250 V 以上时，MP 电视就有真正的故障威胁。第一个故障候选可能是 MP 整流滤波器（C16、C19）的电解电容器。

只要市电电压不超过250V，该电路对电视机的工作几乎没有影响，除了绕线电阻R1两端的压降（约12,7V，功耗70W，电源电压 220 V）。在此模式下，电阻器上的功耗不超过 4 W。稳压二极管VD1和VD2上装有双向电源限压器。一旦电源电压超过 250 V，齐纳二极管 VD1 和 VD2 断开，保险丝 FU1 熔断，电视（其 MP）将断电。

此外，图1中的电路有效地抑制了电源电压的各种脉冲浪涌，将其限制在安全水平。

电阻R1对电视机中的消磁电路的影响很小，并且它在电路中的存在不会对颜色的纯度产生不利影响。在这种情况下，MP 的开启会更加平缓，因为 MP 整流器的滤波器中存在电解电容，会产生电流浪涌。在非常高的电流水平上，电流受到标准电阻器 (3,3 ... 4,7 Ohm) 的限制，这会缩短 MP 的二极管和电容器的寿命。

施工和细节。作为一个强大的线绕电阻器R1，我使用了一根电炉螺旋形的高电阻丝。后来我通过并联MLT-2电阻器制作了几个类似的电阻器，阻值为390...680欧姆。

齐纳二极管的情况要复杂得多。它们必须具有高稳定电压和（这一点非常重要）在保险丝 FU1 熔断期间具有大的允许稳定电流过载。由于买不到合适的价格合理的东西，我决定使用D1A型串联国产稳压二极管“电池”（稳定电压2 ... 815 V，额定稳定电流5 A，过流持续6,2 s等于1A）。最后给出的参数非常适合图 1 中的电路，因为保险丝烧毁的速度比 2,8 秒快得多。作为VD1和VD1，我最初安装了1个。 D2A。在这种情况下，钳位电压（对于每个半波）为：

乌利姆\uXNUMXd NUst + NUpr，

式中，N为双面限幅器一支路串联齐纳二极管的数量； Upr - 二极管连接中齐纳二极管两端的压降（对于 D815A 小于 1,5 V）； Ust - 稳定电压（对于 D815A 小于 6,2 V）。

为了不浪费时间选择具有最大 Ust 的样本，我测量了已连接的齐纳二极管电池的稳定电压。如果结果证明不够，那么他会添加几个齐纳二极管，相反，如果有必要，他会从电路中删除多余的二极管。如果您使用 LATR 和额外的变压器来接收 250 V 及更高的电源电压，这并不需要太多时间 [1]。

安装时，临时用100W白炽灯代替保险丝。当电压升高到250V以上时，齐纳二极管打开并限制电压，多余的电压被白炽灯熄灭（此时电阻R1被短路）。电流表与灯串联，从而可以监控电路的性能。灯泡在冷状态下的灯丝电阻约为 40 欧姆，因此在电路设置过程中可以保护齐纳二极管免受“冲击”电流和紧急情况的影响。

如果电源电压持续过高或经常升至 240 V 或更高，则可以通过在电视网络线上的断路处连接一两个电阻来保护电视（图 2）。

保护无线电电子设备免受电源电压升高的影响

为了防止电阻器影响消磁电路，可以直接在 MP TV 前面打开电阻器，绕过消磁电路的元件（ST 15-2-220 V；L1、R3-MP-3-3）。

电阻值的计算公式为R = Upad / Ipotr 对于一个电阻（R = R1 + R2），其中Upad是需要“偿还”的市电电压部分； Ipotr 是电视从网络消耗的电流。这种方法的缺点是MP的工作电压范围上移，即原来的170-240V将变成190-260V，并且高压干扰和浪涌得不到抑制。优点：简单且将 MP 软包含到网络中。

尽管齐纳二极管数量众多，但图 1 中的电路可以非常快速地组装起来。齐纳二极管不需要散热器；它们甚至没有时间在保险丝熔断之前预热。这种齐纳二极管“电池”的允许功耗为 800 W！

为了减少齐纳二极管的使用数量，保护装置按照图3所示进行组装。其中，齐纳二极管的数量减少了几乎一半或更多，因为齐纳二极管包含在桥式二极管整流器的输出处，并且这些二极管上也会有一些电压降。二极管 VD1...VD4 可以使用 Uarb = 400 V、允许电流大于 5 A 的任何大功率二极管。由于功耗较低，可以使用白炽灯代替保险丝和电阻器 R1。

保护无线电电子设备免受电源电压升高的影响

为了直观地监控网络限制器的运行情况，AL307 LED 通过 1 kOhm 淬灭电阻器并联到其中一个齐纳二极管。

尽管电路简单，但这些保护装置在运行中非常有效和可靠，对“误”警报不敏感，并且本身不会对网络造成干扰。

为了保护电子设备的电路免受过载影响，国外生产了一种称为瞬态电压抑制器的装置（有关其的文章，请参见“Radioamator”2/99 p.31）。目前，俄罗斯类似产品也已出现，称为限流齐纳二极管。它们的功耗高达 10 kW，足以烧断保险丝。还有一类设备，例如监控器或过压或欠压检测器。例如，KR1171SP16微电路的工作电压为16V。在此电压下，微电路的输出开关打开，通过它可以打开自锁继电器。您可以通过分压器在输入端将其打开。由于无线电爱好者仍然很难获得这些元素，因此您也可以使用本文中描述的设备。

参考文献：

Zyzyuk A.G. 关于变压器// Radioamator。 -1998 年。 -#2。 -第 38 页。
沃尔戈夫 V.A. 无线电电子设备的细节和组件（设计和计算）。 -M.：能量。 1977 年。

作者：A.G. Zyzyuk

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