2b28b0c569972503

Схема. Устройство защиты аппаратуры от аварийного напряжения сети

      Основа устройства (рис. 1) —микроконтроллер DD1, работающий по программе, коды которой приведены в таблице. Сетевое напряжение выпрямляет диод VD1, и через резистивный делитель R2R1 оно поступает на вход (вывод 3 микроконтроллера DD1) 10-разрядного аналого-цифрового преобразователя, входящего в состав микроконтроллера. Конденсаторы С1, С2 подавляют помехи, проникающие из сети, и сглаживают выпрямленное напряжение.

      В ходе работы программы микроконтроллер непрерывно сравнивает напряжение сети с предварительно установленными предельными минимальным и максимальным значениями. Если оно в этих пределах, на выводе RA5 (вывод 2) микроконтроллера высокий уровень, транзистор VT1 открыт и нагрузка через контакты реле К1 подключена к сети. В случае выхода сетевого напряжения за пределы в течение пяти последовательных измерений (общая продолжительность 100 мс) на выходе RA5 микроконтроллера DD1 установится низкий уровень, транзистор VT1 закроется, реле К1 будет обесточено и отключит нагрузку от сети. Нижний предел сетевого напряжения можно установить в интервале 170…218 В, а верхний — в интервале 222…255 В. После того как напряжение вернется в норму, реле снова подключит нагрузку к сети, но только спустя заранее установленный временной интервал продолжительностью 1…30 с.

      На понижающем трансформаторе Т1, диодном мосте VD2—VD5 и конденсаторе СЗ собран выпрямитель, для стабилизации напряжения питания микроконтроллера применен интегральный стабилизатор напряжения DA1. Стабилизированное напряжение используется также как образцовое для аналого-цифрового преобразователя. Для вывода информации взят трехразрядный светодиодный семиэлементный индикатор HG1 с общим катодом. Поскольку число свободных линий портов микроконтроллера ограничено, одну из них — RC2 (вывод 8 микроконтроллера DD1) — пришлось использовать как для управления элементом f во всех разрядах, так и общим катодом старшего разряда (вывод 12 HG1). При отображении информации в младших разрядах (выводы 8 и 9 индикатора HG1) на выходе RC2 — высокий уровень, если необходимо «засветить» элемент f-, и Z-состояние, если «погасить». Когда отображается информация в старшем разряде, на выходе RC2 присутствует низкий логический уровень. Понятно, что в этом случае элемент f в старшем разряде всегда «погашен», но для отображения цифр 1, 2 и 3 и дополнительных символов u, d он не нужен.

      Установки верхнего и нижнего пределов напряжения, а также длительности задержки подключения нагрузки осуществляют кнопками SB1—SB3. При нажатии на кнопку SB3 входят в режим меню, затем нажатием на кнопку SB 1 или SB2 производят выбор устанавливаемых параметров: «uhi» (верхний предел), «ulo» (нижний предел) и «dlt» (длительность задержки). При следующем нажатии на кнопку SB3 высвечивается значение изменяемого параметра, и кнопками SB1, SB2 увеличивают или уменьшают его. При длительном нажатии на кнопки SB1 и SB2 изменение выбранного параметра в сторону увеличения или уменьшения происходит быстрее (около шести раз в секунду). Если кнопки не нажаты, по истечении 5 с устройство возвращается в рабочий режим, а установки сохраняются в энергонезависимой памяти микроконтроллера. Во время нахождения в меню контроль сетевого напряжения не производится и защита теряет работоспособность!

      В рабочем режиме на индикаторе постоянно отображается текущее значение напряжения сети. Как только оно выходит за установленные пределы, нагрузка отключается и индикатор начинает мигать с частотой 4 Гц.
      Когда напряжение возвращается в норму, он мигает с частотой 2 Гц, индицируя то, что еще не истек установленный временной интервал задержки включения. По его окончании индикатор перестанет мигать и нагрузка будет подключена к сети. Для защиты от непредвиденных сбоев программы в микроконтроллере включен сторожевой таймер.

      Большинство деталей размещены на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита, чертеж которой показан на рис. 2. Применены постоянные резисторы МЛТ, С2-23, причем резистор R2 составлен из двух соединенных последовательно резисторов по 110 кОм мощностью 0,25 Вт, на плате они установлены перпендикулярно, подстроечный резистор R1 — многооборотный СП5-2ВБ, оксидные конденсаторы — К50-35 или импортные, остальные — К10-17. Кнопки — DTST-6 с длинными толкателями. Реле можно применить с номинальным напряжением срабатывания 12 В и током не более 100 мА, рассчитанное на коммутацию сетевого напряжения, например TRL-12VDC-Р1С. Но необходимо убедиться, что оно будет уверенно срабатывать при изменении сетевого напряжения в установленных пользователем допустимых пределах. Следует также учитывать, что максимальная мощность коммутируемой нагрузки ограничена параметрами примененного реле. Трансформатор должен обеспечивать на выходе выпрямителя напряжение 12 В при токе до 100 мА, кроме того, он должен иметь как можно больший запас по входному напряжению. Возможно, например, использование двух трансформаторов на 220 В, первичные и вторичные обмотки которых соединены (с соблюдением фазировки) последовательно. Плату необходимо разместить в корпусе из изоляционного материала, в нем также крепят реле и гнезда для подключения нагрузки. Для толкателей кнопок и индикатора делают отверстия.

      Налаживание сводится к установке правильности показаний индикатора. Для этого устройство подключают к сети вместе с образцовым вольтметром переменного тока или мупьтиметром. Резистором R1 добиваются совпадений показаний. Яркость свечения индикатора можно изменить подборкой резисторов R6—R12 (300… 1000 Ом).
      Элементы устройства могут находиться под напряжением сети , поэтому при налаживании и дальнейшей эксплуатации следует соблюдать правила техники безопасности и правильность подключения — к фазе подключают провод, соединенный с плавкой вставкой FU1 и контактами реле К1.1.

Прилагаемые файлы:    11_46_09__06_06_2010.zip

И. КОТОВ, г. Красноармейск Донецкой обл., Украина
«Радио» №8 2008г.

Похожие статьи:
Устройство защиты от аварийного напряжения сети
Устройство защиты от опасного напряжения в трехфазной сети
Устройство защиты аппаратуры от аномального напряжения в сети
Автомат защиты от недопустимого напряжения в электросети

Читайте также:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *