用电保护装置。方案、说明

用电保护装置。无线电电子电气工程百科全书

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电源电压在标称值的较大范围内发生不可接受的变化会导致家用电器发生故障。因此，将冰箱的电压降低到低于正常值会导致发动机可能没有足够的启动扭矩并且其绕组会烧坏。电压的升高导致流过负载的电流增大，这也会导致其故障。变电站中性点断路可将市电电压升高至380V的巨大电压，这是任何家用电器都无法承受的。

建议的设备可以保护家用电器免受电源电压异常变化的影响。该装置的工作电压范围为20至440 V。允许的电流约为16 A，这主要取决于所使用的继电器。作为设备一部分的微控制器会监控电源电压，如果电压变化超过 15%，则会断开负载并通过 LED 发出信号。 15% 的限制不是根据 GOST 标准选择的，而是根据实际电源电压波动来选择的，并且可以通过更改多个程序单元来轻松校正。

已开发出三种设计。前两者按照图1所示的方案组装。该装置外观如图2a所示，设计为内置于双插座中；图 2，b - 用于悬挂在公寓机器上。第三个设备（图 3）补充了网络滤波器和压敏电阻，可保护结构，同时保护消费者免受脉冲噪声的影响。

该装置的工作原理如图1所示。市电电压提供给X1输入，经C15R2VD4-VD1电路整流并限制在3V，然后由D2芯片稳定。它为微控制器供电。延时一段时间后，D1芯片内部振荡器启动，程序开始运行。

（点击放大）

从 R1R2 分压器获取的电压被馈送到 GP1 输入，该输入被配置为模拟比较器输入。监控输入电压：如果在标称值的15%范围内，则继电器K1和LED HL1“Norm”亮；如果任何时候电压超过253V，控制器将关闭继电器并以闪烁模式打开HL2 LED。 45秒后，控制器将再次检查市电电压，如果正常，将再次打开继电器。如果电压下降并低于 187 V，也会发生同样的情况，唯一的区别是 HL3 LED 会闪烁。在这种情况下，最小电压的测量是在电源电压过零后 5 ms（即正弦曲线最大值时）进行的。

电容器 C1 与电阻器 R1、R2 一起构成低频滤波器，可防止比较器因脉冲噪声而触发。如果未安装，该设备将被短期电压下降触发，例如由于打开冰箱发动机而导致的电压下降。需要注意的是，保护的响应时间主要取决于所应用的继电器的速度和电容器C1的值。

用电保护装置

在第三种设计中（图3），在元件L1、L2、C1-C3、R1、R2上添加了线路滤波器，同时为元件VD1上的压敏电阻的健康状况组织了监测电路。、VD2、R3、R4，由于冲击浪涌较大，它们可能会失效。如果压敏电阻发生故障，HL2 LED 将闪烁。

（点击放大）

详情如图3所示。作为D2，可以使用78L05芯片。电容器 C1-C3 K78-2 型，C5 K73-17 型，电压为 500 ... 600 V，C7-C8 K50-35 型，其余为 KM。二极管VD5可用D815D代替。 VD5 二极管设计用于 500 ... 600 V 电压，其余二极管设计用于 25 ... 50 V 电压和 100 ... 300 mA 电流。 MLT型电阻器。避雷器U1，击穿电压为1 kV。压敏电阻 561KD14 可以替换为任何吸收能量为 50 ... 200 J 的电阻。扼流圈 L1 用直径为 8 毫米、长度为 20 毫米的磁性天线缠绕在磁芯上，导线直径为 1,5 毫米并包含 20 圈。

电感器 L2 位于直径为 50 ... 60 mm 的 alsifer 环上，包含 15-20 匝直径为 1,5 mm 的电线，对折。图 2b 所示的设计采用表面贴装方法，安装了一个电压为 12 ... 15 V、功率为 1,3 W 的进口齐纳二极管。使用 SOIC 封装中的微控制器。陶瓷电阻器和电容器尺寸为 0603、0805 和 1206。PIC12.675 和 PIC12.629 微控制器均可在所有设计中使用。在第一种情况下，编写表 1 中所示的微程序，在第二种情况下，编写表 2 中所示的微程序。

表1

:020000040000FA
：100000000128831264008501443099009F01831602
：1000100002309F0000308B008F308100023085005D
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：10003000B90064008316A13099008312191F192892
：1000400064008316A13099008312191B202883169F
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：1000700099008312191B4D280515051419288501AF
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:10009000CF30B7000430B8001928850185165720E5
:1000A00085125720B90B4D281E30B9001928FF3092
:1000B000B4000130B5000230B6006400B50B612811
:0A00C000B40B5D28B60B5D280800A4
:02400E00CC3FA5
:00000001FF

表2

:020000040000FA
：100000000128831264008501443099008316003072
:100010008B008F3081000A3085008312CF30B7000B
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:02400E004C3E26
:00000001FF

器件的建立简化为电阻器 R1（图 1）或 R5（图 3）的选择。 X1 连接到 LATRA 输出，其电压设置为 253 V，通过增加电阻 R1 (R5)，HL2 (HL3) LED 点亮。将自动设置 187 B 区。例如，如果需要将上部触发区域切换至 240 V，则下部触发区域将更改为 174 V。

注意力！在调试过程中，必须小心不要意外损坏电阻器 R1 (R5)，因为尽管微控制器内部具有保护二极管，但微控制器可能会发生故障。

所有设计均在厚度为 1,5 ... 2 毫米的单面玻璃纤维制成的印刷电路板上完成。图4所示为双插座的56x90mm印刷电路板；图5-尺寸为15,5x65毫米的印刷电路板，用于连接公寓机器；图 6 - 带有过滤器的尺寸为 78x200 mm 的设备图。

用电保护装置

作者：S.M. 阿布拉莫夫

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