Protection des appareils transformateurs contre les surtensions. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Protection des équipements contre le fonctionnement d'urgence du réseau

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Actuellement, il existe un grand nombre d'appareils électroniques qui nécessitent une alimentation continue du réseau : vidéosurveillance, appareils de contrôle et d'alarme, montres électroniques, téléphones multifonctions, appareils de communication sans fil, etc. La présence constante d'un tel appareil à l'état allumé augmente le risque de sa panne due aux surtensions secteur. De plus, les appareils peuvent non seulement tomber en panne, mais aussi provoquer un incendie.

Le dispositif, dont le schéma est illustré à la Fig. 1, est conçu pour protéger les équipements dotés d'alimentations à transformateur contre les surtensions du secteur.

Lorsque l'amplitude de la tension secteur dépasse celle autorisée, l'interrupteur de puissance sur le transistor à effet de champ VT1 déconnecte l'enroulement primaire du transformateur abaisseur T1 de la tension secteur. La caractéristique de conception est que si l'alimentation électrique protégée fonctionne sur une charge à faible courant, par exemple sur un réveil électronique ou un téléphone, elle continuera à fonctionner, car le transformateur recevra une partie de la tension d'alimentation

L'appareil se compose de deux nœuds :

• contrôle de la tension de sortie du transformateur sur les éléments R2, R3, VD6, VD10, HL1, VU1 ;
• interrupteur d'alimentation haute tension sur VT1, VS1, VD1...VD4, R1, R4...R6, C1...C4.

Les éléments FU1 T1, L1, L2, VD11, VD14, C9 appartiennent à l'alimentation protégée.

Lorsque la tension secteur ne dépasse pas la norme, la diode zener VD10 est fermée et la LED de l'optocoupleur VU1 ne s'allume pas. Étant donné qu'à chaque demi-onde de la tension secteur redressée, une tension d'ouverture est fournie à la grille du transistor à effet de champ VT1 via la résistance R4, elle est ouverte et la tension d'alimentation complète est fournie à l'enroulement primaire du secteur transformateur T1, à partir duquel la chute de tension continue aux bornes des diodes VD1 ... VD4 est soustraite. égale à 1..2 V, et la tension de seuil d'ouverture du transistor à effet de champ (3.6 V).

Si la tension dans le réseau augmente, alors l'amplitude de la tension sur l'enroulement secondaire T1 augmente également, ce qui conduit à l'ouverture de la diode Zener VD10. En même temps, la LED de l'optocoupleur s'allume. et son phototransistor s'ouvre. Le courant qui le traverse ouvre un thyristor de faible puissance VS1. Il shunte la porte VT1. le transistor se ferme, et l'alimentation de l'enroulement primaire T1 est coupée. Ces processus se répètent à chaque alternance de la tension secteur.

A la tension secteur nominale (220 V), l'amplitude de la tension secteur est d'environ 310 V. Si l'appareil est configuré pour protéger contre les surtensions supérieures à 250 V, la puissance du transformateur est limitée lorsque la valeur d'amplitude atteint environ 352 V.

L'alimentation du bloc d'alimentation protégé ne s'arrête pas complètement, comme dans la plupart des dispositifs de protection, mais la puissance fournie au transformateur diminue. La forme de la tension sur l'enroulement secondaire du transformateur est déformée et. en fonction de l'ampleur de la surtension et du courant de charge, cela ressemble à ceci. comme le montre la Fig.2.

Les inductances L1 et L2 réduisent le niveau d'interférence du réseau entrant dans le transformateur. De plus, lorsque le bloc d'alimentation fonctionne en mode de limitation de puissance, ces selfs réduisent quelque peu le niveau d'interférence créé par le nœud de protection pénétrant dans le réseau, bien que cela ne soit pas essentiel en cas d'urgence. Étant donné que lors de la mise à niveau du bloc d'alimentation, la tension à la sortie de son redresseur sera réduite d'environ 3%, il est préférable de remplacer le redresseur principal du bloc d'alimentation - diodes VD11 ... VD14 - par des diodes Schottky, ce qui augmentera la tension aux bornes du condensateur de filtrage C1.2 de 9 V. Les condensateurs C5 ... C8 sont utilisés pour éliminer le fond multiplicatif lors de la réception radio, ainsi que pour empêcher la panne des diodes Schottky, qui sont particulièrement sensibles à une tension inverse excessive. Les condensateurs C1 ... C4 luttent également contre les interférences.

Les résistances R2 et R3 réduisent le courant traversant le pont redresseur VD6...VD9 et limitent la quantité de courant supplémentaire en cas de panne d'isolation de l'optocoupleur, par exemple lors d'un orage. La lueur de la LED HL1 pendant la protection est presque perceptible. Il commence à briller lorsque le bloc d'alimentation est alimenté avec une tension accrue - si l'unité de protection ne fonctionne pas, par exemple, VT1 est cassé La diode Zener VD5 pendant le fonctionnement normal de l'appareil n'a aucun effet sur le fonctionnement de VT1, mais il protège le PT, par exemple, lorsque vous touchez la borne de son obturateur avec un tournevis et dans d'autres situations d'urgence.

Détails. Les inductances L1 et L2 sont de petite taille, industrielles ou artisanales, avec une inductance d'au moins 33 μH, dimensionnée pour le courant correspondant. Résistances - type MLT C1-4 C1-14, C2-23. Condensateurs C1 ... C4 - céramique, de petite taille, pour une tension de fonctionnement d'au moins 1500 V, C5 C8 - céramique avec une tension de fonctionnement 2.3 fois supérieure à la tension sur l'enroulement secondaire T1. Le condensateur C9 est un condensateur à oxyde classique. Les diodes 1N4006 peuvent être remplacées par 1N4005,1, 4007.1N4937N243, KD258D (E...Zh), KD600G ou autres avec un courant et une tension de fonctionnement d'au moins 360 V correspondant à la charge. Les diodes Schottky SR60 permettent une tension inverse jusqu'à 3 V et courant redressé moyen jusqu'à 360 A Ils peuvent être remplacés par MBRD360. MBR1. Si vous acceptez une chute de tension légèrement supérieure, les diodes 5819N1 populaires peuvent également être utilisées. permettant un courant redressé jusqu'à XNUMX A.

Puissant transistor pop à canal n. KP707V2 peut être remplacé par. KP707V1, KP707E1. IRFPE30. SSP3N80. BUZ80, similaire. Lorsque vous travaillez avec des transformateurs puissants, dont le courant dans l'enroulement primaire dépasse 0.2 A. Le transistor doit être installé sur un petit dissipateur thermique. Lors du montage du FET, sachez qu'il est susceptible d'être endommagé par l'électricité statique. Au lieu d'un thyristor KU112A convient. KU112AM. L'optocoupleur LTV817 peut être remplacé. PC817 ou similaire. La diode Zener KS518 est remplacée par 1N4746A. Le type de diode Zener VD10 utilisée dépend de la tension de sortie sur l'enroulement secondaire du transformateur au courant de charge minimal et de la tension maximale du réseau sur laquelle le nœud de protection sera réglé. Si le choix des diodes Zener est limité, vous pouvez utiliser ici la diode Zener réglable TL431 dans le circuit de commutation approprié. Au lieu de la diode Zener KS515G, vous pouvez utiliser 1N4744A.

Par exemple, un nœud de protection fonctionne avec un transformateur industriel. TP20-1. Selon les paramètres, le TVK-110LM en est proche. Au lieu de T1, il peut y avoir presque n'importe quel transformateur de puissance avec une tension de sortie sur l'un des enroulements secondaires de 5 ... 40 V. Si nécessaire, les diodes VD11 ... VD14 et le condensateur C9 sont réglés sur une tension de fonctionnement plus élevée. Comme cela n'a aucun sens d'utiliser des diodes Schottky avec une tension de fonctionnement supérieure à 100 V dans les redresseurs PSU linéaires, un redresseur en pont peut être réalisé sur des diodes de la série KD213. également avec une chute de tension relativement faible. Le brochage de certains éléments est illustré à la Fig.3.

Lorsque l'unité de protection fonctionne avec des alimentations d'une puissance inférieure à 10 W, il est conseillé d'installer une résistance R1 avec une résistance inférieure - 20 ... 47 kOhm.

Étant donné que certains éléments structurels sont sous tension secteur, respectez les règles de sécurité.

Auteur : A.Butov, p. Kurba, région de Yaroslavl

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