Ограничитель сетевого напряжения
Все больше разнообразной аппаратуры окружает котов в быту, и эта аппаратура требует питания. И не какого-нибудь, а 220В +/- допуск в разумных пределах. К счастью, современная аппаратура к питанию намного менее переборчива, чем ламповые телевизоры прошлого века. Импульсные БП нормально терпят издевательства типа питания очень заниженным напряжением, некоторые вплоть до 80-90В. И чистый синус в розетке им тоже по большому счету, ни к чему. Хоть постоянкой корми. Но вот повышенное напряжение уже в 260-270В часто приводит к распуханию конденсаторов в первичных цепях или разрыву в клочья варисторов, предохранителей а иногда и диодных мостов за компанию с силовыми ключами. Если искать недорогое решение проблемы сохранения здоровья бытовых электроприборов, то в первую очередь взгляд падает на разнообразные стабилизаторы релейного типа или автотрансформаторные с сервоприводом подвижного контакта. Такие устройства относительно недороги, довольно мощны и обеспечивают хорошую стабилизацию, но они медлительны, как кот под валерианой. Особенно плохо они справляются со своей работой если в сети присутствуют частые но кратковременные провалы напряжения (например, кто-то из соседей занимается электросваркой). Тогда при понижении напряжения сети автоматика стабилизатора "подкручивает" транс, добавляя на выход напряжения, но как только напряжение в сети вернется в норму, реле, а тем более подвижный контакт ЛАТРа, не успевают достаточно быстро отреагировать и на выходе стабилизатора получается кратковременный но очень ощутительный всплеск напряжения до 350-400В, отрицательно сказывающийся на здоровье всего, что включено. С помощью предлагаемого устройства эту проблему можно решить, существенно повысив эксплуатационные характеристики "медленных" стабилизаторов сетевого напряжения.
Итак, схема: 
Как только устройство включается в сеть, ток зарядки С1 открывает транзистор VT1, включенный в диагональ силового диодного моста Br2, благодаря чему подается питание на выход а также трансформатор, питающий всю схему. На выходе стабилизатора напряжения 7805 появляются стабильные 5В, через R2 в базу VT1 начинает протекать ток около 60 мА, обеспечивая поддержание силового транзистора в открытом состоянии. Пока напряжение сети в норме, стабилитрон VD3 заперт, следовательно, заперт и транзистор VT2. Как только напряжение сети превысит разумные пределы, откроется VD3 а за ним и VT2, шунтируя переход Б-Э VT1. Силовой ключ начнет закрываться, напряжение на нагрузке падает. Как только напряжение упадет настолько, что VD3 закроется, силовой ключ опять откроется. Благодаря довольно медлительной обратной связи через трансформатор а также наличию конденсатора С4 схема обладает необходимым гистерезисом для работы силового транзистора практически в ключевом режиме. В линейный режим он попадает только при небольшом длительном превышении сетевого напряжения, но это не страшно, потому как мощность небольшая на нем будет рассеиваться в этом случае, да и не характерна такая ситуация, если данный ограничитель стоит после релейного стабилизатора. По результатам экспериментов работа схемы выглядит следующим образом: пока напряжение в сети не выше установленного предела, оно все целиком присутствует на нагрузке. Как только появляется небольшое превышение — начинают срезаться верхушки синусоиды. При более существенном превышении из синусоиды начинают выкусываться короткие прямоугольные фрагменты, по сути осуществляется диммирование нагрузки. Конечно, форма напряжения портится, что не допускает применение этого устройства как самостоятельного стабилизатора например для холодильника или электродвигателя, но как ограничитель аварийно высокого напряжения перед аппаратурой с импульным источником питания оно срабатывает отлично.
О деталях. Описанный выше девайс можно собрать практически из металлолома, который без дела валяется по углам шкафа, куда лапы не доходят. Трансформатор 220/12 В, мощностью 5-10 Вт вполне достаточно. Диодный мост для питаня схемы Br1 может быть составлен из диодов КД105, 1N4001-4007 или взять подходящий. Силовой диодный мост Br2 берем с запасом, хорошо подходят мосты из компьютерных БП, на 2-5 А, 600-800В. Силовой транзистор VT1 должен с запасом выдерживать ток нагрузки и иметь большой запас по напряжению, дабы не быть пробитым экстремальным напряжением в сети. Такие можно добыть в строчной развертке мониторов и телевизоров. Из отечественных можно попробовать КТ840, КТ838, можно применить также и мощные полевики, правда при таком раскладе понадобится стабилизатор 7805 заменить на 7809 или 7812, повысив также напряжение вторички трансформатора, чтобы обеспечить надежное отпирание полевика.
Настройка ограничителя сводится к установке порогового напряжения, при котором начинает срабатывать ограничение напряжения. Для этого в схеме предусмотрен подстроечник Р1. Вначале настройки выкручиваем его на максимум сопротивления, на вход ограничителя с помощью ЛАТРа подаем напряжение, которое еще согласны терпеть приборы, например 250 В. Плавно вращая подстроечник находим положение при котором напряжение на нагрузке начнет ограничиваться. Все. Можно пихать ограничитель в релейный стаб и пользоваться.
В моем варианте исполнения устройство обеспечивает питанием LCD телевизор, спутниковый ресивер, DVD плеер и еще некоторую мелочь, общей мощностью не более 200 Вт. Для такого применения хватило очень небольшого теплоотвода на силовой транзистор.
Внешний вид
Файлы:
Печатная плата
http://radiokot.ru/circuit/analog/home/43/
|
