Очень часто аппаратура выходит из строя в момент ее включения в сеть. Происходит это из-за импульсных бросков тока в блоке питания с мощным сетевым трансформатором и сглаживающими конденсаторами большой емкости. Присуще это явление и импульсным блокам питания.
Обычный метод снижения бросков тока - установка мощных низкоомных резисторов на входе блока питания, которые затем шунтируются контактами реле. Но такая схема плохо защищает при периодическом пропадании сетевого напряжения, поскольку имеет медленный самовозврат.
Предлагаемое устройство (рис.1) обеспечивает надежную защиту аппаратуры и может включаться на входе любого источника питания. Питается оно от сети переменного тока (от одной из фаз при трехфазном включении защищаемого устройства). Выпрямитель VD1 подключен через балластный конденсатор С1, емкостное сопротивление которого ограничивает величину потребляемого тока. Резистор R2 разряжает конденсатор С1 после отключения сетевого напряжения, а резистор R1 ограничивает начальный ток С1 (в момент включения).
Если необходимо питать устройство от другого напряжения, нужно пересчитать емкость С1.
Стабилитрон VD2 ограничивает напряжение питания на уровне 15 В. Цепочка R5-C4-VD4 служит для установки RS-триггера на элементах DD1.2, DD1.3 в исходное состояние при подаче питания (диод VD4 быстро разряжает С4 при пропадании сети). В момент включения устройства на входе 8 DD1.2 - низкий уровень.
Для логического элемента 2И-НЕ этот уровень - переключающий. Особенностью RS-триггера является то, что он срабатывает от первого нулевого импульса, а на остальные не реагирует.
Интегрирующая цепь R3-C3-VD3 создает временную задержку при включении (около 3 с). Заряд конденсатора С3 идет от выпрямителя VD1 через резистор R3 (диод VD3 быстро разряжает С3 в случае пропадания сетевого напряжения). В исходный момент на входе 8 DD1.2 - низкий уровень, а на входе 13 DD1.3 - высокий. При таком состоянии входных сигналов RS-триггера на выходе 11 DD1.3 - низкий уровень, и транзистор VT1 закрыт. Микросхема DA1 обесточена, симистор VS1 выключен, и последовательно с нагрузкой Rн подключен токоограничивающий резистор R10. После зарядки конденсатора С4 на выводе 8 DD1.2 устанавливается высокий уровень. Единичные сигналы на обоих входах RS-тригера соответствуют режиму хранения информации.
Через 3 с на входе 13 DD1.3 появляется "0", триггер переворачивается и подает высокий уровень на транзистор VT1. Транзистор открывается и включает светодиод микросхемы DA1. Микросхема состоит из инфракрасного излучающего диода, оптически связанного с детектором двустороннего перехода напряжения через ноль, и с симисторной выходной схемой. Выходная схема DA1 открывает симистор VS1 (импульсный выходной ток микросхемы может достигать 1 А, но этот выход нельзя нагружать постоянной нагрузкой).
Тиристор VS1 открывается, шунтирует ограничительный резистор R10, и полное напряжение сети поступает на нагрузку.
В случае пропадания сети конденсатор С4 разряжается через VD4, на входе 8 DD1.2 формируется низкий уровень, и триггер возвращается в первоначальное состояние, т.е. на транзистор VT1 подается низкий уровень.
Транзистор закрывается, отключает симистор VS1, и в цепь нагрузки включается ограничивающий резистор R10. При появлении сети и истечении времени выдержки (3 с) триггер переключается, и включившийся симистор шунтирует ограничивающий резистор.
Временную задержку можно корректировать изменением номиналов цепочки R3-C3.
Устройство выполнено на печатной плате размерами 91x41 мм (рис.2).
Сопротивление резистора R10 подбирается исходя из максимально допустимого тока защищаемого устройства.
Симистор VS1 выбирают по величине необходимого рабочего тока. Следует учитывать, что токи, коммутируемые симисторами, зависят от температуры.
Поэтому симисторы необходимо устанавливать на радиаторы. К одному выходу микросхемы DA1 можно подключить только один симистор.
При проверке устройства сетевое напряжение изменялось в диапазоне от 120 до 270 В. Если такой широкий диапазон не нужен, емкость конденсатора С1 можно уменьшить вдвое.
Автор: В.Калашник, г.Воронеж