Реклама на сайте English version  DatasheetsDatasheets

KAZUS.RU - Электронный портал. Принципиальные схемы, Datasheets, Форум по электронике

Новости электроники Новости Литература, электронные книги Литература Документация, даташиты Документация Поиск даташитов (datasheets)Поиск PDF
  От производителей
Новости поставщиков
В мире электроники

  Сборник статей
Электронные книги
FAQ по электронике

  Datasheets
Поиск SMD
Он-лайн справочник

Принципиальные схемы Схемы Каталоги программ, сайтов Каталоги Общение, форум Общение Ваш аккаунтАккаунт
  Каталог схем
Избранные схемы
FAQ по электронике
  Программы
Каталог сайтов
Производители электроники
  Форумы по электронике
Удаленная работа
Помощь проекту

Быстродействующая 3-ступенчатая защита аппаратуры

Разрабатывая свое устройство, я попытался учесть те ошибки, которые встречались в аналогичных схемах. Все защитные элементы схемы (рис 1) устанавливаются по линиям питания, после пре­дохранителей.

Предохранителей должно быть обязательно два, чтобы отключать сразу оба сетевых провода (фазу и нейтраль). Необходимо учитывать возможность выхода из строя защитных элементов при бросках напряжения в сети, поэтому ко всем деталям устройства защиты следует предусмотреть удобный доступ. Корпус конструкции должен быть металлическим или из негорючего материала.


Схема защиты имеет три ступени:

  • сетевые разрядники;
  • варисторы;
  • супрессоры (ТХ/Э-диоды).


Все элементы защиты имеют различное время срабатывания (разрядник — 250 нc, варистор — 25 нc, ТХ/Э-диод — 10-3 нc), что вызывает необходимость отделять их друг от друга дросселями (индуктивностями).

Чем больше время реакции элемента, тем большей индуктивностью должен обладать разделяющий дроссель. В схеме последовательность срабатывания этих устройств определяется дросселями L1…L5.

 


Современные сетевые розетки и вилки выполнены по 3-проводной схеме, т.е. имеют отдельные заземляющие контакты, соединенные с контуром заземления здания. В устройстве к нему подключен независимый (“земляной”) провод, служащий нулевой шиной для конденсаторов фильтров и варисторов. Защитные элементы включаются между всеми тремя проводниками: фаза — нейтраль, фаза — земля, нейтраль земля. Эта схема называется “защитным треугольником” и обеспечивает максимальное подавление помех (ка­чество фильтрации асимметричных помех резко увеличивается, так как паразитные перенапряжения “сбрасываются” не только на нейтраль, но и на землю).

В фильтре для эффективного подавления электромагнитных помех (ЭМП) применены специальные конденсаторы классов X и У, которые рассчитаны на устранение различных видов ЭМП. Так, Х-конденсато- ры, которые включаются между фазой и нейтралью, служат для подавления симметричных кондуктивных помех (частотой до сотен килогерц). У-конденсаторы подключаются между фазой (нейтралью) и землей для подавления несимметричных помех (частотой более 1 МГц). Их емкость необходимо ограничивать (не более 5…6 нФ), чтобы через конденсаторы на землю не протекал большой ток (более 0,5 мА), опасный для человека. Поэтому при отсутствии заземления лучше вообще не использовать У-конденсаторы. Рабочее напряжение конденсаторов — примерно 3000 В.

Для улучшения фильтрации несимметричных помех установлен 2-обмо- точный дроссель L3 (с согласным направлением обмоток). Токи, протекающие через этот дроссель, идут по обмоткам в разные стороны, что не приводит к насыщению сердечника. А для токов помех такой дроссель представляет значительное индуктивное сопротивление. В качестве сердечника используется феррит с большой магнитной проницаемостью (u>10000).Если проницаемость кольцевого сердечника неизвестна, ее можно определить, намотав пробную обмотку из 5…20 витков и измерив индуктивность и размеры ферритового кольца. Расчет производится по формуле:


где Lпр — индуктивность пробной катушки, мкГН;

d — наружный диаметр кольца, мм;

d1 — внутренний диаметр кольца, мм;

h — толщина кольца, мм;

w — число витков пробной катушки (намотана равномерно по кольцу);

Дроссели L1…L5 вместе с конденсаторами С1…С6 служат для подавления симметричных и несимметричных помех в двух на­правлениях: от сети к нагрузке и из нагрузки в сеть. Конденсаторы С1, С6 — класса Х2 типа МКР (импортные или отечественные). Этот тип конденсаторов используется в бытовых приборах с номинальным напряжением до 250 В. Они выдерживают всплески до 2,5 кВ. Конденсаторы С2…С5 класса Y2 (типа КН, можно использовать отечественные керамические с рабочим напряжением не менее 3000 В) - могут быть использованы при сетевом напряжении до 250 В и вы­держивают импульсы перенапряжения до 5 кВ.

 


Дроссель L — феритовый фильтр-защелка на сетевой кабель. Варисторы R2…R4 — МУЄ20К431 или другого типа на то же напряжение. Супрессоры VD1…VD3 — двуханодные, типа 1.5КЕ440СА. Резистор R1 (от 470 кОм до 1 МОм мощностью не менее 1 Вт) предназначен для разрядки конденсаторов при выключении устройства.

Установка и электромонтаж компонентов фильтров для достижения максимально вносимого затухания должны производиться с соблюде­нием следующих основных правил:

  • компоненты устройства располагаются “в линию” (рис.2), как они изображены на схеме;
  • первое звено желательно отделить от второго металлическим эк­раном, который соединяется с шиной заземления фильтра макси­мально короткими проводами;
  • дроссели фильтра, по возможности, ориентируются в пространстве перепендикулярно друг другу, исходя из минимума взаимных наводок;
  • выводы конденсаторов при электромонтаже укорачиваются до минимальной длины (3…4 мм).

 

Чертеж печатной платы устройства и расположение деталей показаны на рис.З. Ширина печатных проводников платы выбрана из расчета допустимой плотности тока в печатном проводнике 20 А/мм2. Расстояние между дорожками взято по нормам на максимально допустимое напряжение (1,2 мм—300 В; 1.5 мм — 400 В: 2.5 мм — 500 В).

Дроссель L3 намотан на импортном ферритовом кольце и u=10000 типоразмера K36x22x15. Перед намоткой острые кромки магнитопровода закругляют надфилем, а затем изолируют лакотканью или фторопластовой лентой. Каждая из обмоток содержит 18 витков провода ПЭВ- 2∅1 мм. После намотки дросселя необходимо измерить его индуктивность (примерно 4,7 мГн), затем соединить выходные концы обмоток и измерить входную индуктивность. Она не должна превышать 0,047 мГн (1%).

Дроссели L1, L2, L4, L5 — серии SMP на ток 7.5 А (предположительно китайской фирмы «Codаса»). Эти дроссели заменяются самодельными. Для их изготовления подойдут кольца из распыленного железа (Iron Powder, номер — “-26″, с желтой цветной маркировкой, один торец белый). Они есть в компьютерных блоках питания, их размеры — К26,9х14,5×11,1. На кольца наматываются от 11 до 20 витков провода ПЭВ-2∅1 мм, полученная индуктивность — не менее 15 мкГн. Конечно, самодельные дроссели придется придумать, как крепить на плату.

Во время эксплуатации устройства необходимо периодически, особенно после грозы, осматривать элементы защиты и своевременно заменять выработавшие свой ресурс.


C этой схемой также часто просматривают:

Защита блока питания от КЗ
КАТОДНАЯ ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ
ЗАЩИТА АППАРАТУРЫ ОТ БРОСКОВ НАПРЯЖЕНИЯ
Преобразователь напряжения для батарейной аппаратуры
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА В ЗАРЯДНЫХ УСТРОЙСТВАХ
Ёмкостной датчик с чувствительность до 20см
Дверной звонок "Патриот"
Новогодняя елочка на микроконтроллере PIC12F675
Новогодняя светодиодная снежинка-термометр

Главные категории

Arduino


Аудио


В Вашу мастерскую


Видео


Для автомобиля


Для дома и быта


Для начинающих


Зарядные устройства


Измерительные приборы


Источники питания


Компьютер


Медицина и здоровье


Микроконтроллеры


Музыкантам


Опасные, но интересные конструкции


Охранные устройства


Программаторы


Радио и связь


Радиоуправление моделями


Световые эффекты


Связь по проводам и не только...


Телевидение


Телефония


Узлы цифровой электроники


Фототехника


Шпионская техника



Реклама на KAZUS.RU




Последние поступления

Регулируемый блок питания с защитой

DC/DC преобразователь на интегральном таймере 555

Стабилизаторы напряжения на микросхеме ВА6220

Схема стабилизатора напряжения переменного тока

Замена микросхемы 7805 импульсным стабилизатором напряжения

Цифровой генератор опорного напряжения на ATtiny13

Повышающе-понижающий преобразователь напряжения для зарядки КПК от батареек

Повышающе-понижающий DC-DC преобразователь 7..14В / 9В 0,5А на микросхемах 34063 (с N-канальным MOSFET)

Повышающий преобразователь для питания программатора PROGOPIC от батареек

Повышающий DC-DC преобразователь 5..13В/19В 0,5А на MC34063 с внешним MOSFET


DIN-рейки и шины Tekfor всегда отличного качества

© 2003—2018 «KAZUS.RU - Электронный портал»