Как защитить конструкцию от превышения допустимого напряжения, поступающего с нестабилизированного блока питания? Для этого можно изготовить защитное устройство, о котором будет рассказано более подробно. Нередко причиной выхода из строя различной радиоаппаратуры становится возрастание напряжения питания свыше допустимых пределов.
Особенно оно опасно, если в конструкции используются микросхемы, а питание нестабилизированное. Правда, применение нестабилизированных блоков питания имеет свои преимущества —простота, сравнительно большая допустимая мощность нагрузки, поскольку отсутствуют регулирующие элементы с большим выделением тепла, и т.п.
Однако самый главный недостаток подобных блоков — значительная зависимость выходного напряжения от напряжения сети. Поэтому при увеличении сетевого напряжения будет возрастать и выходное напряжение блока, что может привести к аварийной ситуации. Чтобы исключить подобное, предлагаю дополнить блок питания несложным устройством, которое будет постоянно контролировать напряжение на его выходе и в случае превышения напряжения сверх нормы отключит нагрузку от блока.
Рис.1.
Схема такого устройства изображена на рис. 1. В его состав входят цифровая микросхема DD1, транзистор VT1, управляющий включением реле К1, и интегральный стабилизатор DA1. При включении блока питания, если на его выходе напряжение находится в пределах нормы, цепь задержки R3C2 удержит пороговый элемент DD1.1 (триггер Шмитта) в состоянии высокого уровня на выходе (вывод 3). И тем самым не даст сработать реле во время переходных процессов, поскольку на выходах остальных триггеров (DD1.2—DD1.4) будет низкий уровень, который не позволит открыться транзистору. Нагрузка будет питаться через нормально-замкнутые контакты К1.1, К1.2 реле.
Контролируемое напряжение с блока питания поступает через резистор R2 и подстроечный R1 на вход триггера DD1.1. Подстроечным резистором устанавливают порог переключения триггера. Пока напряжение на выводе 1 триггера ниже порогового, он будет находиться в состоянии высокого уровня на выходе. Если же напряжение с блока питания превысит установленное значение, триггер переключится в другое состояние, на его выходе появится низкий уровень, а на выходах остальных триггеров — высокий. В результате откроется ключ на транзисторе VT1, реле сработает и контактами К1.1, К1.2 разомкнет цепь питания нагрузки.
В таком состоянии устройство будет находиться даже в случае понижения напряжения до прежнего значения. Для возврата устройства в исходное состояние нужно отключить блок питания от сети на некоторое время. Если при повторном включении превышения напряжения не будет, устройство будет в исходном состоянии. В противном случае оно вновь отключит нагрузку, но через время задержки, определяемое номиналами деталей цепочки R3C2 (в данном случае около 0,1 с).
Таким образом, устройство реагирует даже на кратковременные броски напряжения, также опасные для нагрузки. Длительность реакции определяется в большей степени емкостью конденсатора С1, но влияние оказывает и суммарное сопротивление резистора R2 и рабочей части подстроечного резистора.
Конденсатор С1 выполняет еще одну роль — исключает срабатывание устройства от импульсных помех. Эта же роль отведена и конденсатору СЗ. Светодиод HL1, который зажигается одновременно со срабатыванием реле, индицирует аварийную ситуацию. Интегральный стабилизатор DA1 необходим для питания устройства стабилизированным напряжением +12 В.
Кроме указанной на схеме, в устройстве можно применить микросхему КР1561ТЛ1 либо импортный аналог 4093. Транзистор — любой маломощный кремниевый с допустимым током коллектора не ниже тока через обмотку реле, например, КТ3102, КТ315 или более мощный КТ503 с любым буквенным индексом, а также импортный BFP729, ВС182В, ВС318, KSC853R. Диод — любой из серий КД243, КД503, КД521, КД522,1 N4001—1 N4007. Светодиод — любой отечественный или импортный, желательно красного цвета свечения.
Рис.2.
Тип интегрального стабилизатора DA1 зависит, как и тип транзистора, от рабочего тока через обмотку реле. Так, при токе около 45 мА можно установить КР1157ЕН12А, КР1157ЕН12Б, КР1168ЕН12, а при токе более 90 мА — более мощный, например, КР142ЕН8Б, КР142ЕН8Д, КР1162ЕН12А, КР1162ЕН12Б, 78М12.
Реле использовано импортное с рабочим напряжением 12В и током около 45 мА. Но подойдет любое другое с таким же рабочим напряжением. Контакты реле должны выдерживать максимальный ток потребления конструкции, на которую нагружен блок питания. Собрано устройство защиты на печатной плате (рис. 2) из односторонне фольгированного стеклотекстолита. Реле и светодиод расположены вне платы.
Настройка
