Wskaźnik krótkotrwałych spadków napięcia

Prosty obwód do określania zwarć w napięciu sieciowym.

Domowe źródło zasilania

Wszyscy wiedzą o niskiej jakości krajowych dostaw energii i wiele o tym mówiono. Zamiast tolerancji napięcia wynoszącej +/- 10 procent, która wynosi 180 ... 240 V, napięcie sieciowe może „unosić się” w zakresie 160 ... 260 lub więcej V.

Takie powolne zmiany napięcia są dość skutecznie obsługiwane przez stabilizatory napięcia prądu przemiennego oparte na autotransformatorach, na przykład Resanta. Takie stabilizatory są przeznaczone głównie do takich urządzeń, jak lodówka, pralka, kuchenka elektryczna.

Stabilizatory elektroniczne

Nowoczesne elektroniczne urządzenia domowe nie wymagają takich stabilizatorów, ponieważ cała stabilizacja napięcia odbywa się z reguły za pomocą wewnętrznych stabilizatorów półprzewodnikowych.

W bardzo szerokim zakresie napięć wejściowych sieci zasilacze mogą pracować. Teraz prawie cały sprzęt elektroniczny jest wyposażony w takie źródła. Na przykład wiele nowoczesnych telewizorów jest w pełni sprawnych w zakresie napięć 100 ... 280 V.

Hałas impulsowy

Ale, niestety, oprócz tak powolnych zmian napięcia sieciowego, które można zobaczyć gołym okiem za pomocą migających świateł, występują również krótkotrwałe „zapady”. Mają charakter pulsacyjny i żaden pojedynczy stabilizator nie jest w stanie zabezpieczyć się przed przypadkowym hałasem impulsowym.

Takie „awarie”, niewidoczne nawet przez rozbłysk oświetlenia, mogą przysporzyć wielu problemów. Nagle, bez powodu, niedawno nabyty komputer losowo uruchamia się ponownie, pralka zawsze działała sumiennie, ponownie rozpoczyna niedokończony cykl prania, a kuchenka mikrofalowa również znika z ustawionego programu.

Niektóre urządzenia, takie jak telewizory rezerwowe, włączają się spontanicznie lub same przełączają kanały podczas pracy. Wygląda na to, że sprzęt elektroniczny stopniowo staje się bezużyteczny. A może czas zabrać go do naprawy?

Wskaźnik awarii sieci

Opisane poniżej urządzenie może informować o takich nieprzyjemnych sytuacjach - wskaźnik krótkotrwałych „zapadów” napięcia sieciowego. Rzeczywiście, jeśli nagle komputer zaczął się „restartować” sam, a wtedy usłyszał się dźwięk wskaźnika, który wykrył „awarię” napięcia sieciowego, to z dużą pewnością możemy stwierdzić, że komputer nie ponosi winy. Nawet zasilacze bezprzerwowe z szumem impulsowym nie zawsze sobie radzą.

Schemat wskaźników jest dość prosty i pokazano na rysunku 1.

Rysunek 1. Wskaźnik krótkich „zapadów” napięcia sieciowego.

Jak widać na rysunku, schemat obwodu urządzenia jest dość prosty, zawiera niewielką liczbę części, które ponadto nie są drogie i nie stanowią deficytu. Dlatego, aby powtórzyć schemat, nie są wymagane zbyt wysokie kwalifikacje: jeśli wiesz, jak trzymać lutownicę w rękach, nie powinno być żadnych specjalnych problemów.

Praca w obwodzie

Schemat działa w następujący sposób. Na elementach VD2, R3 ... R5, C2 i C4 zamontowano czujnik napięcia. To z jego pomocą określane są „awarie” w sieci. Po przyłożeniu napięcia sieciowego kondensatory C2 i C4 szybko naładują się do napięcia wskazanego na schemacie. Dlatego na wejściu DD1 znajduje się jednostka logiczna.

Zasilacz montowany jest na elementach VD1, VD3, R2, C3, C6. Należy zauważyć, że kondensator C6 ładuje do 9 V przez wystarczająco długi czas - około trzydziestu sekund. Wynika to z dużej stałej czasowej łańcucha R2, C3, C6.Dlatego przy pierwszym włączeniu urządzenia na wyjściu elementu DD1.1 ustawiany jest niski poziom napięcia.

Kondensator C5 został rozładowany po włączeniu, to znaczy miał niski poziom logiczny. Jak widać ze schematu, kondensator C5 przez rezystor R8 jest podłączony do wejścia wyzwalacza Schmitta wykonanego na elementach DD1.2 ... DD1.4. dlatego wyjście wyzwalacza Schmitta będzie miało również niski poziom napięcia. Dlatego dioda LED HL1 zgaśnie, a emiter dźwięku HA1 będzie cichy. Aby zwiększyć obciążalność stopnia wyjściowego, stosuje się równoległe połączenie elementów DD1.3 i DD1.4.

Należy tutaj zauważyć, że takie połączenie jest dopuszczalne tylko wtedy, gdy jedno i drugie elementy logiczne należą do jednej obudowy mikroukładu i mają identyczne parametry. Takie połączenie elementów znajdujących się w różnych budynkach jest niedopuszczalne.

Powyższy stan wskaźnika pozostanie, dopóki nie nastąpi „awaria” napięcia sieciowego. W przypadku znacznego spadku napięcia sieci o czasie trwania co najmniej 60 ms kondensatory C2 i C4 rozładowują się.

Innymi słowy, niski poziom pojawi się na wejściu elementu DD1.1, co doprowadzi do wysokiego poziomu na wyjściu DD1.1. Ten wysoki poziom prowadzi do ładowania przez diodę V5 kondensatora C5, to jest pojawienia się wysokiego poziomu na wejściu wyzwalacza Schmitta i odpowiednio tego samego poziomu na jego wyjściu. (Logika wyzwalacza Schmitta została opisana w jednym z artykułów z serii „Układy logiczne”).

Nowoczesna podstawa elementu umożliwia znaczne uproszczenie projektowania obwodów wielu urządzeń. W takim przypadku używany jest emiter dźwięku z wbudowanym generatorem. Dlatego, aby uzyskać dźwięk, wystarczy przyłożyć stałe napięcie do emitera.

W takim przypadku będzie to wysokie napięcie z wyjścia wyzwalacza Schmitta. (Gdy emitery nie miały wbudowanego generatora, musiały być montowane również na mikroukładach). Równolegle z emiterem dźwięku zainstalowano diodę LED HL1, która zapewnia sygnalizację świetlną „awarii”.

W tym stanie wyzwalacz Schmitta pozostanie przez pewien czas po zakończeniu „awarii”. Czas ten wynika z ładunku kondensatora C5 i przy wartościach elementów wskazanych na schemacie będzie wynosił około 1 sekundy. Można powiedzieć, że „porażka” w czasie po prostu się rozciąga.

Po rozładowaniu kondensatora C5 urządzenie powraca do trybu śledzenia stanu napięcia sieci. Aby zapobiec fałszywym alarmom urządzenia na wejściu, zainstalowany jest filtr przeciwzakłóceniowy L1, C1, R1.

Kilka słów o szczegółach i projekcie

Oprócz elementów wskazanych na schemacie możliwe są następujące wymiany. Układ K561LA7 można wymienić bez zmiany obwodu i płytki w K561LE5 lub za pomocą importu analogowego z dowolnej serii CMOS. Nie zaleca się stosowania mikroukładów serii K176, które nie mają wbudowanych diod ochronnych na wejściach, ponieważ napięcie wejściowe mikroukładu w tej konstrukcji przekracza napięcie zasilania. Ta okoliczność może prowadzić do awarii mikroukładu serii K176 z powodu „efektu tyrystora”.

Diodę Zenera VD3 można zastąpić dowolną o małej mocy z napięciem stabilizującym około 9 V. Zamiast diod KD521 odpowiednie są dowolne pulsacyjne diody krzemowe, na przykład KD503, KD510, KD522 lub importowane 1N4148, a diody KD243 można zastąpić 1N4007.

Wysokonapięciowy kondensator ceramiczny C1 typ K15-5. Zamiast tego możliwe jest zastosowanie kondensatora foliowego dla napięcia roboczego co najmniej 630 V, choć z powodu pewnego spadku niezawodności. Film powinien być również kondensatorem C2. Kondensatory elektrolityczne najlepiej stosować w imporcie.

Diody LED wskazane na schemacie można zastąpić prawie dowolnymi krajowymi lub importowanymi, najlepiej czerwonymi. Emiter dźwięku można zastąpić dowolną serią EFM: EFM - 250, EFM - 472A.

Cały wskaźnik jest zamontowany na płytce drukowanej pokazanej na rysunku 2.

Wszystkie szczegóły oprócz diody LED i emitera dźwięku są zainstalowane na płycie. Płytę można zainstalować w osobnym plastikowym pudełku o odpowiednich rozmiarach lub, jeśli pozwala na to miejsce, bezpośrednio w obudowie filtra - przedłużacz.

Konfiguracja urządzenia sprowadza się do wyboru pojemności kondensatorów C2 i C4. Bardziej wygodne jest wybranie pojemności kondensatora C4. Odbywa się to w następujący sposób: jego pojemność maleje, dopóki tętnienie napięcia na wejściu elementu DD1.1 nie spowoduje wyłączenia urządzenia. Po osiągnięciu tego wyniku zastąp kondensator C4 kondensatorem o pojemności o 30 procent większej niż wybrana.

Możesz sprawdzić poprawność działania wskaźnika, podłączając lampę halogenową o mocy co najmniej półtora do dwóch kilowatów do tego samego gniazdka. W momencie włączenia powinien być słyszalny sygnał wskaźnikowy - zwiększone prądy wpływają na moment włączenia lamp. W związku z tym dostosowanie wskaźnika można uznać za zakończone.

Boris Aladyshkin