В первоисточнике [1] не приводился конкретный тип реле RE1 для схемы 1. Учитывая то, что реле должно быть сильноточным для коммутации двух относительно мощных ламп задних фонарей автомобиля, наиболее целесообразно и просто использовать стандартное автомобильное реле. Обмотки подавляющего большинства автомобильных реле низкоомные, например, типовое реле 75.3777-10 для автомобилей ВАЗ имеет сопротивление обмотки около 78 Ом. При запитывании его от бортсети автомобиля через обмотку протекает ток около 0,16 А. В схеме 1 [1] последовательно с реле включен светодиод LD1, значит, через него протекает такой же большой ток. Светодиод на него не рассчитан, поэтому выйдет из строя.

Даже если бы светодиод выдержал такой большой для него ток, то сгорела бы оптопара ICI — для фототранзистора в этой схеме тоже не было предусмотрено ограничение тока.

На 1 показана доработка вышеописанной схемы. Изменено место включения светодиода в схему. Теперь он включен не последовательно с обмоткой катушки реле RE1, а параллельно ей. Подается напряжение на катушку реле, и светодиод LD1 индицирует это. Резистор R2 токоограничительный для светодиода, а резистор R3 ограничивает ток через фототранзистор оптопары и ток базы транзистора Т1.

На 2 показан рисунок печатной платы и монтажная схема. В качестве реле RE1 на макете использовалось стандартное «жигулевское» реле 75.3777- 10. Оно имеет одну пару НО контактов, но они рассчитаны на большой ток и могут коммутировать мощную нагрузку.

Внешний вид макета описываемого устройства показан на фото. В качестве присоединительных разъемов для подключения выводов реле к монтажной плате использованы стандартные разъемы («мамы») для электрооборудования автомобилей. В настоящее время они есть в продаже во всех автомагазинах запчастей.

Выходные выводы платы — ответная часть («папы») таких авторазъемов. Оптопара для макета была использована типа 4Ы36, а транзистор Т1 — типа КТ209К.

Транзисторы с очень большим обратным током эмиттер-база или с пробитым эмиттерным переходом можно применять как выпрямительные диоды, для чего выводы эмиттера и базы соединяют перемычкой, при этом для транзисторов п-р-п структуры вывод эмиттера будет анодом, а вывод коллектора — катодом.

Читать далее →

В конце 90-х годов прошлого века для ремонта мощных «дискотечных» усилителей звуковой частоты была приобретена партия мощных биполярных относительно дорогостоящих (по тем временам) транзисторов типа КТ819ГМ, произведенных в 1997 году. Уже при беглой проверке транзисторов из той партии выяснилось, что некоторые их основные параметры далеки от нормы, что сделало невозможным их установку в выходные каскады усилителей звуковой частоты или, например, в качестве мощных регулирующих элементов в линейных стабилизаторах напряжения. Явно некондиционным оказался каждый второй транзистор, из-за чего вся партия была забракована. Основной недостаток приобретенных транзисторов заключался в аномальном обратном токе переходов, который даже при напряжении в несколько вольт в несколько раз превышал норму. Приобретенные транзисторы пролежали более десятка лет. За это время запас отбракованных мощных биполярных низковольтных и высоковольтных транзисторов заметно пополнился транзисторами разных типов, поэтому было решено найти для них те области применения, где их ухудшенные параметры не играли бы существенной роли.

На рис показана схема аналога мощного низковольтного стабилитрона. Его особенностью является то, что в качестве источника опорного напряжения применены светодиод и кремниевый диод в прямом включении. Такое решение позволяет визуально следить за работой аналога мощного стабилитрона. Напряжение стабилизации этого узла около 3,3 В. На 2 показана зависимость напряжения стабилизации от входного напряжения при сопротивлении балластного резистора 10 Ом. В этом и следующем рассмотренных узлах использованы некондиционные транзисторы

КТ819ГМ с обратным током эмиттер-база более 5 мА при напряжении 4 В и температуре корпуса +25°С. Если при входном напряжении +12 В ток через светодиод превышает 20 мА, то можно увеличить сопротивление резистора R1. Для уменьшения зависимости напряжения стабилизации от температуры корпуса VT1 транзистор можно установить на теплоотвод.

На З показана схема мощного защитного узла, предназначенного для защиты потребителей тока от повышенного напряжения питания. Узел может использовать, например, для отладки импульсных блоков питания, для защиты нагрузки при ее питании от регулируемых лабораторных БП, выходное напряжение которых может быть случайно увеличено выше допустимого. Отличием этого защитного узла от аналогичных тринисторных является то, что после снятия перегрузки по входному напряжению для восстановления узла не требуется отключать напряжение питания, если нагрузка слаботочная. В качестве источника опорного напряжения применен защитный стабилитрон VD1. Напряжение срабатывания (стабилизации) этого узла складывается из напряжения стабилизации VD1 и напряжения база-эмиттер VT1. Оно составляет около 8,5 В при токе 2,5 А. Применение мощного транзистора позволяет избежать необратимого пробоя относительно дорогостоящего стабилитрона, что в сочетании с применением полимерного самовосстанавливающего- ся предохранителя FU1 делает этот узел многоразовым.

В периодических изданиях было опубликовано немало описаний радиолюбительских конструкций, предназначенных для защиты потребителей тока от аномальных напряжений в сети. К сожалению, значительная их часть способна работать лишь в лабораторных условиях, при эксплуатации в реальной обстановке такие защитные автоматы при аномальном сетевом напряжении нередко повреждаются первыми и уже ничего не способны защищать. Например, абсолютно непригодны для защиты оборудования те устройства, где силовой ключ выполнен на оптоэлектронных ключах, транзисторах, тринисторах или симисторах. При грозовом разряде или повышенном напряжении сети переменного тока полупроводниковый ключ может быть пробит, и все напряжение сети поступит на нагрузку. Ненамного надежней конструкции, в которых силовой ключ выполнен на электромагнитных реле. Проблема таких устройств в том, что радиолюбители и современная промышленность используют для этих целей компактные, якобы сильноточные электромагнитные реле. Одна из возможных ситуаций при использовании таких реле выглядит так: напряжение сети увеличивается, например, до 400 В. Защитное устройство, если само еще не повредилось, «подумав» несколько десятков миллисекунд, пытается переключить контакты реле. Если контакты к этому времени не «пригорят» друг к другу, то при размыкании из-за малого расстояния между разведенными контактами и резко возросшего тока нагрузки возникает дуга, которая выжигает контакты малогабаритного реле. Поскольку при горении дуги на нагрузки продолжает поступать повышенное напряжение питания, то вероятность повреждения электрооборудования крайне высока.

Не следует целиком доверяться только одному защитному устройству, например, отключающему питание сразу всей вашей квартиры, дома, дачи. Такое устройство с высокой вероятностью в ответственный момент не справится со своей задачей в полной мере. Защита должна быть комплексной и продуманной, учитывающей все возможные ситуации.

На 4 показана принципиальная схема защитного устройства, предназначенного для стационарного использования, которое может стать дополнением к другим конструкциям, комплексно защищающим потребителей энергии от перенапряжений. Это устройство предназначено для установки после защитного автомата, которое размыкает цепь питания при перенапряжении. Устройство представляет собой однофазный «несжигаемый» автомат. Оно также выполнено с применением высоковольтных варисторов ЕЫ1-20К431, рассчитанных на импульсный ток перегрузки 4000…6500 А. Работает устройство следующим образом: когда напряжение в сети нормальное и отсутствуют высоковольтные выбросы, варисторный и тиристорный узлы конструкции не оказывают на сеть питания почти никакого воздействия, лишь несколько снижая внутрисетевые помехи малой длительности и амплитуды. Если в сети извне появится высоковольтный импульс амплитудой более 420…460 В, который не будет сглажен фильтром П С1, то его амплитуда будет ограничена варисторами 1111, 1112, 1113. Если мощность высоковольтного импульса будет достаточно велика, то в работу вступит узел на мощных тринисторах промышленного назначения УБ1, УБ2, которые откроются, когда напряжение на варисторе 1114 превысит его напряжение открывания. Если вместо одиночного импульса на вход устройства придет серия высоковольтных импульсов или напряжение сети будет аномально повышено до 31 0…400 В, то мощный тринисторный узел вынудит сработать автоматический термопредохранитель FU1, например, установленный в распределительном щите на лестничной площадке, чем будут гарантированно обесточены все находящиеся в помещении потребители энергии сети переменного тока 220 В. Фильтр L2C2R1, а также конденсаторы СЗ, С4 предназначены, чтобы предотвратить открывание тринисторно- го узла при импульсных помехах малой длительности, когда в нем нет необходимости. Варисторы установленного типа также имеют емкость около 900 пФ каждый. Благодаря практически безынерционным варисторам, описанная конструкция обладает значительно большим быстродействием, чем релейные конструкции.

В этой конструкции вместо «бытовых» варисторов РЫ1-20К431 на месте 11)1-1113 целесообразно использовать «промышленные» варисторы В80К275, В32К320. Варистор 1114 желательно подобрать на чуть большее напряжение срабатывания, чем 1111-11)3. Оба дросселя намотаны на склеенных вместе кольцах К40х25х7,5 из феррита 2000НН. И содержит 8 витков сложенного вдвое многожильного монтажного провода с диаметром по меди 3 мм. 1.2 12-20 витков такого же провода. Перед намоткой катушек ферритовые кольца плотно обматывают сначала двумя слоями ПВХ изоленты, а затем в два-три слоя лавсановой лентой или лакот- канью, которую можно взять, например, от петли размагничивания старых цветных кинескопов, например, 51ЛК2Цили 61ЛК5Ц. Необязательно выдерживать точную конструкцию дросселей, можно использовать и иные «крупные» сердечники от импульсных, строчных трансформаторов или использовать мощные дроссели промышленного изготовления. Теплоотводы для тринис- торов не требуются. Конструкцию можно разместить в металлическом корпусе от неисправного или ненужного компьютерного блока питания АТ, АТХ.

Конструкции, в которых вместо варисторов используют мощные двуханодные стабилитроны на 350 В, к сожалению, оказались ненадежными, поскольку такие стабилитроны часто пробиваются без необходимости и без видимых причин, когда никакой реальной угрозы для потребителей электроэнергии нет.

Использование нескольких параллельно включенных варисторов уменьшает Rb, что положительно сказывается на качестве защиты нагрузки, а также уменьшает вероятность повреждения варисторов при всплесках напряжения сети, благодаря чему плавкий предохранитель FU1 может успеть перегореть раньше, чем будет поврежден один или все варисторы и нагрузка.

На элементах RI, VD1-VD4, Cl, HL1-HL4 собран светодиодный индикатор включения в сеть. Себестоимость этого узла ничтожна, а его полезность немалая, как минимум в том, что уменьшается вероятность оставить какой-либо электронный аппарат работающим без присмотра.

Вид на конструкцию удлинителя показан на З. Для повышения надежности изделия в качестве огнеупорного материала использована мягкая асбестовая бумага толщиной около 1 мм. Верующие в высказывания, что асбест вреден для здоровья, могут попробовать ответить на вопрос, каким образом, не содержащий ни одного летучего соединения материал

должен попасть в организм, в каких количествах, а также в какие химические реакции вступает или катализатором каких химических процессов работает чудом попавший в легкие или желудок асбест? Кстати, в ближайшее десятилетие следует ожидать, что будет окончательно доказано, что рак имеет вирусную природу и заразен, а «наследственная предрасположенность к раку» — элементарная передача вирусов от больного члена семьи к здоровым. Напомню, что именно так произошло и с «язвой желудка» — болезнь, которую десятилетиями считали результатом некачественного питания, имеет микробную природу и заразная. Об этом еще в 80-е говорили публично советские ученые, а недавно австралийцы получили нобелевскую премию.

Основания обеих электророзеток винтами М4 скручены вместе «зеркально», между ними проложен один слой асбеста, что препятствует возникновению интенсивного горения пластмассы. Четыре варистора установлены стопкой, между ними и снаружи варис- торной сборки также проложена асбестовая бумага. Также корпус розетки защищен полоской асбеста от возможного возгорания резистора Ш. По стенкам электророзетки также проложены полоски асбестовой бумаги. Поскольку розетки изготовлены из легкоплавкого легко воспламеняемого материала, то надписям, что они рассчитаны на 10 А / ~250 В, верить не стоит. Мы будем людьми думающими, а не верующими. Поэтому плавкий предохранитель был выбран на ток 6,3 А, что означает, что к каждой из розеток можно подключить нагрузку мощностью до 300 Вт. Это охватывает огромный спектр бытовой техники. От подключения к удлинителю, собранного из таких розеток, хотя бы одного мощного устройства — пылесоса, обогревателя помещений, электроплитки, утюга, электрочайника — следует воздержаться. Иначе рано или поздно вы получите, в лучшем случае, расплавившиеся корпус и основание электророзеток, в худшем — потерю жилища и близких.

Дроссель И намотан на кольце внешним диаметром 22 мм из пермаллоя проводом ПЭВ-2 диаметром 1 мм, содержит 18 витков. Можно применить любой аналогичный дроссель индуктивностью 30… 1000 мкГн, рассчитанный на ток не менее 8 А. Готовый дроссель пропитывают защитным компаундом. Конденсатор С1 — полиэтиленте- рефталатный К73-17 емкостью 0,022…0,068 мкФ на рабочее напряжение 630 В. Конденсатор С2 — керамический К15-5. Резистор Р1 желательно использовать невозгораемый Р1-7-1 или аналогичный импортный разрывной. Диоды КД522А можно заменить любыми из серий КД521, КД522, 1Ы914, 1Ы4148. Светодиоды подойдут любые общего применения непрерывного свечения без встроенных резисторов.

Увеличивающееся у меня количество домашней электротехники потребовало наличия еще одного удлинителя-разветвителя сети переменного тока 220 В. Поскольку среди десятка предлагаемых моделей в ближайших магазинах не было ни одного приемлемого для безопасной эксплуатации, было решено изготовить несложный удлинитель сети самостоятельно.

В качестве основы для будущего удлинителя были выбраны две симпатичные сдвоенные электророзетки для установки на стену, именуемые как «Розетка "Прима" РАЮ-403». Стоимость каждой чуть более 1 1150. Корпус и основание этих электророзеток были выполнены целиком из легко воспламеняемого полистирола, что неприемлемо, но поскольку приобрести или «достать» электророзетки из невозгораемых материалов почти невозможно, а запасы огнестойких и термостойких электророзеток советского образца истощились, то пришлось воспользоваться тем, что имелось, а на эксплуатацию готового изделия наложить некоторые ограничений.

Принципиальная схема сетевого удлинителя показана на 1. Напряжение сети переменного тока 220 В поступает на нагрузки через LC-фильтр L1C2. От повышенного сетевого напряжения и его коротких всплесков, например, во время грозы, при высоковольтных пробоях в понижающих трансформаторах на подстанции, нагрузки защищены с помощью четырех относительно мощных дисковых варисторов RU1-RU4. Как показала практика, одного защитного варистора, включенного параллельно сети питания, может оказаться недостаточно для надежной защиты электрооборудования. Объяснение этому можно найти на упрощенной схеме эквивалента дискового варистора. Камнем преткновения здесь является Rb — сопротивление варистора, которое может быть от единиц до десятков Ом. Однажды пришлось наблюдать, как варистор диаметром 14 мм, установленный в промышленный сетевой фильтр-удлинитель Sven Platinum украинского производства, при напряжении сети около 320 В испарился вместе с выводами, а встроенный автоматический термопредохранитель на ток 15 А так и остался во включенном состоянии. Несложный расчет показывает, что при сопротивлении Rb=20 Ом при напряжении сети питания 320 В ток через еще не разрушенный варистор составляет 16 А, что обычно недостаточно для быстрого срабатывания автоматических предохранителей, а рассеиваемая варистором мощность может превышать 5 кВт.