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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Protección de los dispositivos del transformador contra sobretensiones. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Protección del equipo contra la operación de emergencia de la red. En la actualidad, existe una gran cantidad de dispositivos electrónicos que requieren alimentación continua de la red: dispositivos de videovigilancia, control y alarma, relojes electrónicos, teléfonos multifuncionales, dispositivos de comunicación inalámbrica, etc. La presencia constante de dicho dispositivo en estado de encendido aumenta. el riesgo de su avería debido a sobretensiones. Además, los dispositivos no solo pueden fallar, sino también provocar un incendio. El dispositivo, cuyo esquema se muestra en la Fig. 1, está diseñado para proteger equipos con fuentes de alimentación de transformador contra sobretensiones de red.
Cuando la amplitud de la tensión de red supera el valor permitido, el interruptor de alimentación del transistor de efecto de campo VT1 desconecta el devanado primario del transformador reductor T1 de la tensión de red. La característica de diseño es que si la fuente de alimentación protegida funciona con una carga de baja corriente, por ejemplo, en un despertador electrónico o un teléfono, seguirán funcionando, ya que el transformador recibirá parte de la tensión de alimentación. El dispositivo consta de dos nodos:
Los elementos FU1 T1, L1, L2, VD11, VD14, C9 pertenecen a la fuente de alimentación protegida. Cuando el voltaje de la red no excede la norma, el diodo zener VD10 se cierra y el LED del optoacoplador VU1 no se enciende. Dado que con cada media onda de la tensión de red rectificada, se suministra una tensión de apertura a la puerta del transistor de efecto de campo VT1 a través de la resistencia R4, está abierta y se suministra la tensión de alimentación completa al devanado primario de la red. transformador T1, del cual se resta la caída de voltaje directo a través de los diodos VD1 ... VD4. igual a 1..2 V, y la tensión umbral para abrir el transistor de efecto de campo (3.6 V). Si aumenta el voltaje en la red, también aumenta la amplitud del voltaje en el devanado secundario T1, lo que conduce a la apertura del diodo zener VD10. Al mismo tiempo, se enciende el LED del optoacoplador. y su fototransistor se abre. La corriente que lo atraviesa abre un tiristor de baja potencia VS1. Deriva la puerta VT1. el transistor se cierra y se corta la fuente de alimentación al devanado primario T1. Estos procesos se repiten en cada media onda de la tensión de red. A la tensión de red nominal (220 V), la amplitud de la tensión de red es de unos 310 V. Si el dispositivo está configurado para proteger contra sobretensiones superiores a 250 V, la potencia del transformador se limita cuando el valor de amplitud alcanza unos 352 V. La fuente de alimentación de la fuente protegida no se detiene por completo, como en la mayoría de los dispositivos de protección, pero la potencia suministrada al transformador disminuye. La forma de voltaje en el devanado secundario del transformador está distorsionada y. dependiendo de la magnitud de la sobretensión y la corriente de carga, se ve así. como se muestra en la figura 2.
Los choques L1 y L2 reducen el nivel de interferencia de la red que ingresa al transformador. Además, cuando la fuente de alimentación funciona en modo de limitación de potencia, estos choques reducen un poco el nivel de interferencia creado por el nodo de protección que penetra en la red, aunque esto no es esencial en caso de emergencia. Dado que al actualizar la fuente de alimentación, el voltaje en la salida de su rectificador se reducirá en aproximadamente un 3%, es mejor reemplazar el rectificador principal de la fuente de alimentación (diodos VD11 ... VD14) con diodos Schottky, que aumentarán el voltaje a través del capacitor de filtro C1.2 por 9 V. Los condensadores C5 ... C8 se utilizan para eliminar el fondo multiplicativo durante la recepción de radio, así como para evitar la ruptura de los diodos Schottky, que son especialmente sensibles al exceso de voltaje inverso. Los condensadores C1 ... C4 también tienen problemas con las interferencias. Las resistencias R2 y R3 reducen la corriente a través del puente rectificador VD6...VD9 y limitan la cantidad de corriente adicional en caso de que se rompa el aislamiento del optoacoplador, por ejemplo, durante una tormenta eléctrica. El brillo del LED HL1 durante la protección es casi perceptible. Comienza a brillar intensamente cuando la fuente de alimentación se alimenta con un voltaje mayor; si la unidad de protección no funciona, por ejemplo, VT1 está roto. El diodo Zener VD5 durante el funcionamiento normal del dispositivo no tiene ningún efecto en el funcionamiento de VT1. pero protege al PT, por ejemplo, cuando toca el terminal de su persiana con un destornillador y en otras situaciones de emergencia. Detalles. Los inductores L1 y L2 son de pequeño tamaño, industriales o de fabricación casera, con una inductancia de al menos 33 μH, dimensionados para la corriente correspondiente. Resistencias - tipo MLT C1-4 C1-14, C2-23. Condensadores C1 ... C4: cerámicos, de tamaño pequeño, para una tensión de funcionamiento de al menos 1500 V, C5 C8: cerámicos con una tensión de funcionamiento 2.3 veces mayor que la tensión en el devanado secundario T1. El condensador C9 es un condensador de óxido convencional. Los diodos 1N4006 pueden ser reemplazados por 1N4005,1, 4007.1N4937N243, KD258D (E...Zh), KD600G u otros con corriente y voltaje de operación de al menos 360 V correspondiente a la carga.Los diodos Schottky SR60 permiten voltaje inverso de hasta 3 V y corriente media rectificada hasta 360 A Pueden ser sustituidos por MBRD360. MBR1. Si acepta una caída de voltaje ligeramente mayor, también se pueden usar los populares diodos 5819N1. permitiendo corriente rectificada hasta XNUMX A. Potente transistor pop de canal n. KP707V2 puede ser reemplazado por. KP707V1, KP707E1. IRFPE30. SSP3N80. BUZ80, similar. Cuando se trabaja con transformadores potentes, cuya corriente en el devanado primario supera los 0.2 A. El transistor debe instalarse en un pequeño disipador de calor. Al montar un FET, tenga en cuenta que es susceptible de sufrir daños por la electricidad estática. En lugar de un tiristor KU112A es adecuado. KU112AM. El optoacoplador LTV817 se puede reemplazar. PC817 o similar. El diodo Zener KS518 se reemplaza por 1N4746A. El tipo de diodo zener VD10 utilizado depende de la tensión de salida en el devanado secundario del transformador a la corriente de carga mínima y de la tensión máxima de red a la que se establecerá el nodo de protección. Si la elección de diodos zener es limitada, aquí puede usar el diodo zener ajustable TL431 en el circuito de conmutación apropiado. En lugar del diodo zener KS515G, puede usar 1N4744A. Como ejemplo, un nodo protector funciona con un transformador industrial. TP20-1. Según los parámetros, TVK-110LM está cerca. En lugar de T1, puede haber casi cualquier transformador de potencia con una tensión de salida en uno de los devanados secundarios de 5 ... 40 V. Si es necesario, los diodos VD11 ... VD14 y el condensador C9 se ajustan a una tensión de funcionamiento más alta. Dado que no tiene sentido usar diodos Schottky con un voltaje de funcionamiento de más de 100 V en rectificadores de PSU lineales, se puede hacer un puente rectificador con diodos de la serie KD213. también con una caída de voltaje relativamente pequeña. El pinout de algunos elementos se muestra en la Fig.3.
Cuando la unidad de protección funciona con fuentes de alimentación con una potencia inferior a 10 W, se recomienda instalar una resistencia R1 con una resistencia inferior: 20 ... 47 kOhm. Dado que algunos de los elementos estructurales están bajo tensión de red, siga las normas de seguridad. Autor: A.Butov, pág. Kurba, región de Yaroslavl
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