В связи с повышенной нестабильностью сети 220 вольт, особенно при наличии старых электрических сетей, становится актуальным вопрос об устройствах защиты различной аппаратуры имеющейся у вас дома. В литературе неоднократно публиковались схемы различных электронных предохранителей с самым различным назначением и параметрами. Данная схема отличается от предлагаемых своим повышенным быстродействием и надежностью для практического использования многими радиолюбителями.
На рис.1 приведена принципиальная схема автоматического электронного предохранителя. Схема работает просто, напряжение выпрямленное диодным мостом (VD1) и поступает через резистор R5 на управляющий электрод тиристора VS2. Если данное напряжение достигнет уровня, необходимого для срабатывания тиристора VS2, он откроется. В этом случае VS2 через диод VD2 закорачивает цепь заряда конденсатора С2 и автогенератор перестанет работать. Когда импульсы, управляющие коммутатором VS1, пропадут — нагрузка отключится и начнет светиться индикатор (HL1) работы защиты.
Рис.1.
В этом состоянии схема может находиться долгое время и чтобы вернуть ее в исходное, необходимо нажать кнопку SB1. А с помощью кнопки SB2 нагрузку можно при необходимости отключить вручную. Общим выключателем является также SA1. Чувствительность срабатывания схемы можно плавно регулировать при помощи резистора R3. Конденсатор С1 предохраняет от срабатывания защиты при кратковременных помехах в сети.
Детали
Токовый трансформатор Т1 потребуется изготовить самостоятельно. Для намотки удобно использовать каркас и магнитопровод от любого трансформатора, применяемого в старых отечественных телефонах. Подойдет магнитопровод из железа или феррита М2000НМ типоразмера Ш5 х 5 (в месте расположения катушки у него сечение 5 х 5 мм). При этом обмотка 3 - 4 выполняется проводом ПЭЛ диаметром 0,08 мм и содержит 3000...3400 витков. Последней наматывается обмотка 1 - 2 проводом ПЭЛ-2 диаметром 0,82...1,0 мм — 30...46 витков.
Рис.2.
Импульсный трансформатор Т2 выполнен внутри броневого магнитопровода типоразмера Б14 из феррита с магнитной проницаемостью М2000НМ. Его конструкция показана на рис.2. В центре сердечника необходимо обеспечить зазор 0,1...0,2 мм, что исключит его намагничивание в процессе работы. Обмотка 1 содержит 80 витков, 2 — 40 витков проводом ПЭЛШО диаметром 0,1...0,12 мм.
В схеме использованы детали: подстроенный резистор R3 типа СПЗ-19а, остальные резисторы любого типа; конденсаторы С1, СЗ типа К50 - 35 на 25В; С2 и С4 — К73 - 17В на рабочее напряжение не менее 63 и 400В соответственно. Кнопки SB1, SB2 и светодиод HL1 подойдут любые миниатюрные.
Настройка
Настройку схемы лучше начинать с проверки работы автогенератора собранного на транзисторе VT1. Для этого удобно питание подавать не от сети, а использовать внешний источник постоянного напряжения 15...20В, подключив его в точки а - б.
При работе автогенератора на конденсаторе С2 должно быть напряжение, форма которого показана на рис.3. Если таких импульсов нет, то может потребоваться подбор номинала резистора R2. Срабатывание тиристора VS2 при нажатии на кнопку SB2 должно фиксироваться. Если светодиод HL1 постоянно не светится после отпускания кнопки — надо уменьшить номинал резистора R4 для увеличения тока, необходимого, чтобы удерживать V32 в открытом состоянии.
Рис.3.
Проверить работу устройства можно, подключив к гнездам XS1 лампу и стрелочный вольтметр. Прежде всего, необходимо убедиться в том, что симистор VS1 полностью открывается (измерив напряжение на лампе). Если это не так, то нужно поменять местами выводы в любой из обмоток импульсного трансформатора Т2.
Схему электронного предохранителя можно упростить, убрав токовый трансформатор Т1, а вместо его обмотки 1 - 2 использовать резистор (R10) с маленьким сопротивлением (0,2...0,3 Ом) и диод, рис.4. Величина сопротивления R10 подбирается под нужный ток защиты. Но в этом случае схема защиты будет работать на одной полуволне сетевого напряжения, что, естественно, может снизить быстродействие при отключении нагрузки.
Рис.4.
При использовании схемы следует учитывать, что некоторые потребители энергии, например лампы, импульсные источники питания, электромоторы и некоторые другие, в момент включения дают бросок тока. В этом случае порог срабатывания защиты надо увеличивать или, что будет значительно лучше, принять меры по уменьшению броска тока в нагрузке. Например, для лампы освещения можно обеспечить режим плавного увеличения напряжения при включении. Это не только продлит ее срок службы, но и уменьшит помехи в сети.
Простейший способ уменьшения броска тока при включении лампы — применение защитных терморезисторов с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. В настоящее время такие резисторы, например из серии ТР - 15, выпускает отечественная промышленность. Эти резисторы позволяют сглаживать пусковые броски тока в лампах накаливания, кинескопах, импульсных источниках питания, электромоторах и других устройствах в 5...10 раз. В рабочем режиме торморезисторы нагреваются проходящим через них током до температуры 150...200"С. При этом они уменьшают свое сопротивление более чем в 100 раз.
Так, например, для защиты ламп накаливания мощностью 100...200 Вт подойдет терморезистор типа ТР - 15 - 470 - 1,6 (номинальное сопротивление при 25оС — 470 Ом, а в прогретом состоянии 4,3 Ом). Для мощности лампы 25...100 Вт — ТР - 15 - 1000 - 1,6 (номинальное сопротивление при 25оС — 1000 Ом, в прогретом состоянии 9,2 Ом).
Mатериал подготовил Ю. Замятин, (UA9XPJ).
