과전압에 대한 변압기 장치 보호. 계획, 설명

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현재 영상 감시, 제어 및 경보 장치, 전자 시계, 다기능 전화기, 무선 통신 장치 등 네트워크의 지속적인 전원이 필요한 전자 장치가 많이 있습니다. 이러한 장치를 지속적으로 켜두면 고장 위험이 높아집니다. 서지 주전원 전압으로 인해. 더욱이, 장치는 고장날 뿐만 아니라 화재를 일으킬 수도 있습니다.

그림 1에 표시된 장치는 네트워크 과전압으로부터 변압기 전원 공급 장치가 있는 장비를 보호하도록 설계되었습니다.

서지에 대한 변압기 장치 보호

주전원 전압의 진폭이 허용 수준 이상으로 증가하면 전계 효과 트랜지스터 VT1의 전원 스위치가 주전원 전압에서 강압 변압기 T1의 XNUMX차 권선을 분리합니다. 설계 특징은 보호되는 전원 공급 장치가 전자 알람 시계 또는 전화기와 같은 저전류 부하에서 작동하는 경우 변압기가 공급 전압의 일부를 수신하기 때문에 계속 작동한다는 것입니다.

장치는 두 개의 노드로 구성됩니다.

R2, R3, VD6, VD10, HL1, VU1 요소의 변압기 출력 전압 제어;
VT1, VS1, VD1...VD4, R1, R4...R6, C1...C4의 고전압 전원 스위치.

요소 FU1 T1, L1, L2, VD11, VD14, C9는 보호되는 전원 공급 장치에 속합니다.

네트워크의 전압이 표준을 초과하지 않으면 제너 다이오드 VD10이 닫히고 광 커플러 VU1의 LED가 켜지지 않습니다. 정류된 주전원 전압의 각 반파장에서 개방 전압은 저항 R1를 통해 전계 효과 트랜지스터 VT4의 게이트에 공급되므로 개방되고 주전원 변압기 T1의 1차 권선은 전체 공급 전압을 수신합니다. 다이오드 VD4...VD1 양단의 순방향 전압 강하를 뺍니다. 2..3.6V와 동일하고 전계 효과 트랜지스터를 열기 위한 임계 전압(XNUMXV)입니다.

네트워크 전압이 증가하면 1차 권선 T10의 전압 진폭도 증가하여 제너 다이오드 VD1이 개방됩니다. 동시에 옵토커플러 LED도 켜집니다. 포토트랜지스터가 열립니다. 이를 통해 흐르는 전류는 저전력 사이리스터 VS1을 엽니다. VT1 게이트를 우회합니다. 트랜지스터가 닫히고 XNUMX차 권선 TXNUMX의 전원이 차단됩니다. 이러한 과정은 주전원 전압의 반파장마다 반복됩니다.

정격 주전원 전압(220V)에서 주전원 전압의 진폭은 약 310V입니다. 장치가 250V 이상의 초과 전압으로부터 보호하도록 구성된 경우 진폭 값이 약 352V에 도달하면 변압기에 대한 전원 공급이 제한됩니다. XNUMXV.

대부분의 보호 장치와 마찬가지로 보호 전원 공급 장치에 대한 전원 공급이 완전히 중단되지는 않지만 변압기에 공급되는 전원이 감소합니다. 변압기 2차 권선의 전압 파형이 왜곡되어... 과전압과 부하 전류의 크기에 따라 다음과 같이 보입니다. 그림 XNUMX와 같이.

초크 L1 및 L2는 변압기로 유입되는 네트워크 소음 수준을 줄입니다. 또한 전원 공급 장치가 전력 제한 모드에서 작동할 때 이러한 초크는 네트워크에 침투하는 보호 장치에 의해 생성되는 간섭 수준을 다소 줄입니다. 단, 긴급 상황에서는 이것이 중요하지 않습니다. 전원 공급 장치를 업그레이드하면 정류기 출력의 전압이 약 3% 감소하므로 전원 공급 장치의 주 정류기(다이오드 VD11...VD14)를 쇼트키 다이오드로 교체하는 것이 좋습니다. 필터 커패시터 C1.2의 전압을 9V만큼 증가시킵니다. 커패시터 C5...C8은 무선 수신 중 곱셈 배경을 제거하고 특히 과도한 역전압에 민감한 쇼트키 다이오드의 고장을 방지하는 데 사용됩니다. 커패시터 C1...C4도 간섭을 방지합니다.

저항 R2 및 R3은 브리지 정류기 VD6...VD9를 통해 전류를 줄이고, 예를 들어 천둥번개가 치는 동안 옵토커플러 절연이 파손될 경우 추가 전류량을 제한합니다. 보호 작동 중 HL1 LED의 빛은 거의 눈에 띕니다. 전원 공급 장치에 증가된 전압이 공급되면 밝게 빛나기 시작합니다. 예를 들어 VT1 제너 다이오드 VD5가 파손되는 등 보호 장치가 작동하지 않는 경우 장치가 정상적으로 작동하는 동안에는 작동에 아무런 영향을 미치지 않습니다. VT1이지만, 예를 들어 드라이버로 게이트 단자를 건드릴 때나 기타 비상 상황에서 전원 공급 장치를 보호합니다.

세부. 초크 L1 및 L2는 적절한 전류에 맞게 설계된 인덕턴스가 33μH 이상인 소형 산업용 또는 가정용 초크입니다. 저항기 - 유형 MLT S1-4 S1-14, S2-23. 커패시터 C1...C4는 최소 1500V의 작동 전압을 위한 소형 세라믹이며, C5 C8은 2.3차 권선 T1의 전압보다 9배 높은 작동 전압을 갖는 세라믹입니다. 커패시터 C1는 일반 산화물 커패시터입니다. 다이오드 4006N1은 부하에 해당하는 전류 및 최소 4005,1V의 작동 전압을 갖춘 4007.1N4937, 243N258N600, KD360D(E...Zh), KD60G 또는 기타 제품으로 교체할 수 있습니다. 쇼트키 다이오드 SR3은 최대 360V의 역전압을 허용합니다. V 및 평균 정류 전류는 최대 360A입니다. MBRD1으로 교체할 수 있습니다. MBR5819. 약간 더 높은 전압 강하를 수용할 수 있다면 널리 사용되는 1NXNUMX 다이오드를 사용할 수도 있습니다. 최대 XNUMXA의 정류 전류를 허용합니다.

강력한 n채널 팝 트랜지스터. KP707V2로 교체 가능합니다. KP707V1, KP707E1. IRFPE30. SSP3N80. BUZ80과 유사합니다. 0.2차 권선의 전류가 112A를 초과하는 강력한 변압기를 사용하는 경우 트랜지스터를 작은 방열판에 설치해야 합니다. FET를 설치할 때 정전기로 인해 손상될 수 있다는 점을 기억하십시오. 사이리스터 대신 KU112A가 사용됩니다. KU817AM. LTV817 옵토커플러는 교체 가능합니다. PC518 또는 이와 유사한 것. KS1 제너다이오드가 4746N10A로 대체되었습니다. 사용되는 VD431 제너 다이오드의 유형은 최소 부하 전류에서 변압기의 515차 권선에 대한 출력 전압과 보호 장치가 설정되는 최대 네트워크 전압에 따라 달라집니다. 제너 다이오드 선택이 제한된 경우 조정 가능한 제너 다이오드 TL1을 적절한 스위칭 회로에 사용할 수 있습니다. KS4744G 제너 다이오드 대신 XNUMXNXNUMXA를 사용할 수 있습니다.

예를 들어, 보호 장치는 산업용 변압기와 함께 작동합니다. TP20-1. 해당 매개변수는 TVK-110LM과 유사합니다. T1 대신 5차 권선 중 하나에 40~11V의 출력 전압을 갖는 거의 모든 전력 변압기가 있을 수 있습니다. 필요한 경우 다이오드 VD14~VD9 및 커패시터 C100는 더 높은 작동 전압으로 설정됩니다. 선형 전원 공급 장치 정류기에서 작동 전압이 213V를 초과하는 쇼트 키 다이오드를 사용하는 것은 의미가 없으므로 KD3 시리즈 다이오드를 사용하여 브리지 정류기를 만들 수 있습니다. 또한 전압 강하가 상대적으로 작습니다. 일부 요소의 핀아웃은 그림 XNUMX에 나와 있습니다.

서지에 대한 변압기 장치 보호

10W 미만의 전력을 사용하는 전원 공급 장치로 보호 장치를 작동하는 경우 저항 R1을 더 낮은 저항(20...47kOhm)으로 설치하는 것이 좋습니다.

일부 구조 요소에는 전류가 흐르므로 안전 규칙을 따르십시오.

저자: A.Butov, p. 쿠르바, 야로슬라블 지역

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