Індикатор короткочасних провалів напруги мережі
Вітчизняне енергопостачання
Про невисоку якість вітчизняного енергопостачання відомо всім, і йдеться про це чимало. Замість допуску по напрузі +/- 10 відсотків, що становить 180…240 мережна напруга може «плавати» в діапазоні 160…260 і більше.
З такими повільними змінами напруги успішно справляються стабілізатори змінної напруги на базі автотрансформаторів, наприклад фірми «Ресанта». Подібні стабілізатори призначені в основному для такої техніки, як холодильник, пральна машина, електроплита.
Електронні стабілізатори
Сучасна електронна побутова апаратура таких стабілізаторів не вимагає, тому що вся стабілізація напруг здійснюється, як правило, внутрішніми напівпровідниковими стабілізаторами.
У дуже великому діапазоні вхідних мережних напруг здатні працювати імпульсні джерела живлення. Наразі такими джерелами оснащена практично вся електронна апаратура. Наприклад, багато сучасних телевізорів цілком працездатні в діапазоні напруги в розетці 100 ... 280 В.
Імпульсні перешкоди
Але, на жаль, крім таких повільних змін напруги, які можна побачити неозброєним оком з миготіння освітлення, існують ще короткочасні «провали». Вони мають імпульсний характер, а від випадкової імпульсної перешкоди не здатний захистити жоден стабілізатор.
Такі «провали», непомітні навіть із миготіння освітлення, неприємностей можуть принести чимало. Раптом, ні з того ні з сього, довільно перезавантажується недавно придбаний комп'ютер, що працювала завжди старанно пральнамашина, знову починає ще не закінчений цикл прання, мікрохвильова піч теж збивається із заданої програми.
Деякі апарати, наприклад телевізори, що у черговому режимі, мимоволі вмикаються, чи процесі роботи самі перемикають канали. Складається враження, що електронна техніка потроху занепадає. А може її вже час нести в ремонт?
Індикатор «провалів» у мережі
Про подібні неприємні ситуації може проінформувати описуваний нижче пристрій – індикатор короткочасних «провалів» напруги мережі. Адже якщо раптом Ваш комп'ютер почав «самостійно» перезавантажуватися, а в цей час пролунав звуковий сигнал індикатора, що зафіксував «провал» напруги мережі, то з достатньою часткою впевненості можна сказати, що комп'ютер тут не винен. Навіть джерела безперебійного живлення з імпульсними перешкодами справляються не завжди.
Схема індикатора досить проста і показано малюнку 1.
Рисунок 1. Індикатор коротких «провалів» напруги.
Як видно по малюнку, схема приладу досить проста, містить малу кількість деталей, які, до того ж, коштують не дорого і дефіцитом не є. Тому для повторення схеми надто високої кваліфікації не потрібно: якщо Ви вмієте тримати в руках паяльник, то особливих проблем не повинно виникнути.
Робота схеми
Працює схема в такий спосіб. На елементах VD2, R3…R5, C2 та C4 зібраний датчик напруги. Саме за його допомогою і визначаються «провали» у мережі. При подачі напруги мережі конденсатори C2 і C4 швидко зарядяться до напруги, вказаної на схемі. Тому на вході DD1 є логічна одиниця.
На елементах VD1, VD3, R2, C3, C6 зібрано блок живлення пристрою. Слід звернути увагу нате, що конденсатор С6 заряджається до напруги 9В досить довго – близько 30 секунд. Це зумовлено великою постійною часу ланцюжка R2, C3, C6. Тому при початковому включенні приладу на виході DD1.1 елемента встановлюється низький рівень напруги.
Конденсатор С5 при включенні розряджений, тобто мав низький логічний рівень. Як видно із схеми конденсатор С5 через резистор R8 з'єднаний із входом тригера Шмітта, виконаного на елементах DD1.2…DD1.4. тому на виході тригера Шмітта буде також низький рівень напруги. Тому світлодіод HL1 буде погашений, а звуковий випромінювач HA1 мовчатиме. Для збільшення здатності навантаження вихідного каскаду застосовано паралельне з'єднання елементів DD1.3 і DD1.4.
Тут слід зауважити, що подібне з'єднання припустимо лише в тому випадку, якщо обидва логічні елементи належать одному корпусу мікросхеми і мають ідентичні параметри. Таке з'єднання елементів, що знаходяться в різних корпусах, неприпустимо.
Вищеописаний стан індикатора буде зберігатися до тих пір, поки не буде «провалу» напруги мережі. У разі значного зменшення напруги мережі тривалістю не менше 60 мс відбувається розряд конденсаторів С2 та С4.
Іншими словами, на вході елемента DD1.1 з'явиться низький рівень, який призведе до появи високого рівня на виході DD1.1. Цей високий рівень призводить до заряду через діод VD4 конденсатора С5, тобто появі високого рівня на вході Шмітта тригера і відповідно такого ж рівня на його виході. (Логіка роботи тригера Шмітта була описана в одній із статей із циклу «Логічні мікросхеми»).
Сучасна елементна база дозволяє помітно спростити схемне вирішення багатьох пристроїв. В даному випадку застосований звуковийвипромінювач із вбудованим генератором. Тому для отримання звуку достатньо подати на випромінювач просто постійну напругу.
У цьому випадку це буде напруга високого рівня з виходу тригера Шмітта. (Коли випромінювачі були без вбудованого генератора, його доводилося збирати також на мікросхемах.) Послідовно зі звуковим випромінювачем встановлено світлодіод HL1, що забезпечує світлову індикацію провалу.
У такому стані тригер Шмітта буде ще деякий час після того, як «провал» вже закінчиться. Цей час обумовлено зарядом конденсатора С5 і за вказаних на схемі номіналах елементів складе приблизно 1 секунду. Можна сказати, що просто відбувається розтягування «провалу» за часом.
Після розряду конденсатора С5 пристрій знову повертається в режим стеження станом напруги мережі. Для запобігання хибним спрацьовуванням пристрою від перешкод на вході встановлено перешкодозахисний фільтр L1, C1, R1.
Кілька слів про деталі та конструкцію
Крім зазначених на схемі елементів, можливі наступні заміни. Мікросхему К561ЛА7 можна замінити без переробки схеми та плати на К561ЛЕ5, або на імпортний аналог будь-якої з КМОП серій. Не рекомендується застосовувати мікросхеми серії К176, що не мають вбудованих захисних діодів по входах, тому що вхідна напруга мікросхеми в даній конструкції перевищує напругу живлення. Така обставина може призвести до виходу мікросхеми серії К176 з ладу через «тиристорний ефект».
Стабілітрон VD3 можна замінити будь-яким малопотужним з напругою стабілізації близько 9 В. Замість діодів КД521 підійдуть будь-які імпульсні кремнієві діоди, наприклад КД503, КД510, КД522, або імпортні 1N4148, діоди КД243 можна замінити.
Високовольтний керамічний конденсатор С1типу К15-5. Замість нього можливе застосування плівкового конденсатора на робочу напругу не менше 630В, щоправда, за рахунок деякого зниження надійності. Також плівковим має бути конденсатор С2. Електролітичні конденсатори краще застосувати імпортні.
Вказаний на схемі світлодіод можна замінити практично будь-яким вітчизняним чи імпортним, бажано червоним кольором. Звуковий випромінювач можна замінити на будь-якій із серії EFM: EFM – 250, EFM – 472A.
Весь індикатор змонтований на друкованій платі, показаній на малюнку 2.
На платі встановлені всі деталі крім світлодіода та звукового випромінювача. Плату можна встановити в окремій пластмасовій коробці відповідних розмірів, або, якщо дозволяє місце, безпосередньо в корпусі фільтра подовжувача.
Налаштування пристрою зводиться до вибору ємності конденсаторів С2 і С4. Найзручніше підбирати ємність конденсатора С4. Робиться це так: його ємність зменшується доти, поки пульсації напруги на вході елемента DD1.1 не викличуть спрацьовування пристрою. Після досягнення такого результату слід замінити конденсатор С4 конденсатором з ємністю на 30 відсотків більше, ніж підібрана.
Перевірити правильність роботи індикатора можна включенням у ту саму розетку галогенної лампи потужністю не менше півтора – двох кіловат. У момент увімкнення повинен лунати сигнал індикатора - позначаються підвищені струми в момент увімкнення ламп. На цьому налагодження індикатора вважатимуться закінченим.
Поділіться цією статтею з друзями: