Ни для кого не секрет что стабильность сетевого напряжения в настоящее время большая проблема, которая влечет за собой выход из строя дорогостоящей бытовой техники как с этим бороться? Как правило,

Введение

Ни для кого не секрет что стабильность сетевого напряжения в настоящее время большая проблема, которая влечет за собой выход из строя дорогостоящей бытовой техники как с этим бороться? Как правило, в таких случаях, на помощь приходит электроника. Однако большинство электронных устройств, предназначенных для защиты бытовой техники, зачастую сложны и дороги.

Специально для этого было разработано данное устройство. Оно позволяет защитить бытовую технику от перенапряжения.

Устройство компактное, и достаточно дешево, потому, что имеет не большое количество элементов. Но в то, же время, оно способно уберечь бытовую технику от резких скачков напряжения.

Это устройство выполнено на двух цифровых микросхемах. Характерной его особенностью является быстродействие. Также устройство используют для ограничения по мощности коммутируемой нагрузки, что очень важно для импульсных блоков питания современных телевизоров и холодильников старого типа.

1. Анализ технических требований

Наименование устройства: Защиты бытовой техники от перенапряжения

Назначение: Предназначен для защиты от перенапряжения

Комплектность: один блок.

Технические параметры:

-напряжение питания U = 220В;

-ток потребления 0.01…50мкА;

-габариты устройства не более (70*45*35)мм;

-масса не более 45г;

-время срабатывание 0,01сек;

-частота сигнала 50Гц.

Внешний вид должен отвечать современным требованиям к бытовой аппаратуре.

Характеристики внешних воздействий:

-температура окружающей среды -40°С...+60°С;

-относительная влажность 93% при температуре 25° С;

-атмосферное давление 750 мм.рт. cm;

-вибрации в диапазоне частот от 3Гц до 75Гц ударным ускорением 9,8м/с²

Все элементы управления и индикации должны быть вынесены на

переднюю панель.

Среднее время наработки на отказ, не менее 5000 часов.

Тип производства - единичное.

2. Обзор существующих схем и конструкций

Защита от перенапряжения на реле

У стройство позволяет избежать описанных неприятных последствий. Схема устройства показана на рисунке. После включения в сеть начинает светиться индикатор напряжения HL1, обмотка реле К1 обесточена, его контакты разомкнуты, нагрузка отключена. Кратковременным нажатием на кнопку SB1 "Пуск" подают на обмотку реле К1 напряжение блока питания, состоящего из трансформатора Т1, диодного моста VD1—VD4 и сглаживающего конденсатора С1. Контакты К1.1 блокируют кнопку SB1 и реле, контакты К1.2 подают напряжение сети на выход устройства, что показывает индикатор HL2.
При отключении или существенном уменьшении напряжения сети реле К1 отпускает якорь, размыкая цепи своего питания и питания нагрузки. После появления напряжения сети светится индикатор HL1, но нагрузка остается обесточенной. Ее можно включить только нажатием на кнопку SB1 "Пуск". Для отключения нагрузки вручную предусмотрена кнопка SB2 "Стоп".
Устройство может быть смонтировано как в отдельном корпусе, подходящем по размеру, так и встроено в корпус удлинителя. Предохранитель FU1, кнопки SB1, SB2 и контакты реле К1 должны быть рассчитаны на максимальный ток нагрузки. Трансформатор Т1 может быть использован готовый от сетевого адаптера. Напряжение и ток его вторичной обмотки после выпрямления должны быть достаточными для срабатывания реле. Для гашения избытка напряжения на обмотке реле последовательно с ней включают резистор, сопротивление которого подбирают при налаживании.
Допустимый ток диодов выпрямительного моста VD1— VD4 должен превышать рабочий ток реле.
Номинальное напряжение сглаживающего конденсатора С1 должно быть больше амплитуды напряжения вторичной обмотки трансформатора Т1 на холостом ходу, а его емкость достаточна, чтобы напряжение питания обмотки реле с учетом пульсаций не было меньше напряжения отпускания. Лампы HL1 и HL2 — любые неоновые, желаемую яркость их свечения устанавливают подбором резисторов R1 и R2, не превышая предельно допустимый ток ламп. Удобно использовать лампы со встроенным токоограничительным резистором

К недостаткам данного аналога можно отнести:

Медленность срабатывания

.

3. Выбор и анализ электрической схемы

Рисунок 3. Защита бытовой техники от перенапряжения

При выходе напряжения сети за установленные пределы (нижний предел регулируют резистором R4, верхний - R6) срабатывает таймер DD2 и на его выходе 3 устанавливается низкий уровень, зеленый светодиод VD6 гаснет, симистор ТС106 отключает нагрузку.

Низкий уровень на выходе 7 таймера DD1 разрешает работу счетчика DD2 К176ИЕ5, который, по сути, выполняет роль второго таймера, формирующего время задержки на включение нагрузки. Это время зависит от номиналов R14 и С6 и, при указанных на схеме, составляет около 4 минут.

По прошествии 4 минут через цепочку С5 R15 и Т2 проходит очень короткий импульс сброса таймера DD2 и, если напряжение в сети нормализовалось, на выводе 3 таймера установится высокий уровень, засветится зеленый светодиод и симистор VD10 ТС106 подключит нагрузку.

В противном случае пройдет еще 4 минуты и все повторится, и так будет происходить до тех пор, пока напряжение в сети не нормализуется. Красный светодиод VD7 индицирует работу таймера на DD1 и, если все нормально, должен мигать каждые 2-3 сек.

Дата добавления: 2015-08-28