01.04.21

[Домашняя]

Сетевое напряжение с номинальным значением 230 В, используемое в быту и на производстве, иногда выходит за допустимый предел ±10 % [1]. В результате этого могут неправильно работать какие-либо электроприборы, питающиеся от этой сети, или может возникнуть аварийная ситуация. Следить за сетевым напряжением с помощью вольтметра не всегда удобно, можно отображать уход величины сетевого напряжения за допустимый предел с помощью простого индикатора. Такие индикаторы были предложены в [2] и [3]. В них в качестве пороговых элементов применены динисторы. В качестве балластных элементов применён высоковольтный стабилитрон [2] или резисторы [3], и на них выделяется тепло, и если индикаторы собраны в корпусе небольшого объёма, то динисторы, определяющие пороги срабатывания, нагреваются, и это приводит к погрешности в показаниях этих индикаторов. Предлагаемый индикатор отклонения сетевого напряжения от номинального значения сделан с применением блока питания на балластном конденсаторе. Для индикации ухода сетевого напряжения за пределы допустимого значения применены два разноцветных светодиода — красного и зелёного свечения. Индикация работает по принципу, применённому в [3]. При снижении напряжения до 200 В и менее горит непрерывно красный светодиод. Если сетевое напряжение превысит 250 В, непрерывно включён светодиод зелёного свечения и периодически вспыхивает светодиод красного свечения. Когда напряжение сети находится в интервале 200...250 В, горит непрерывно один светодиод зелёного свечения. Схема индикатора показана на рисунке.

Он собран на двух ОУ DA1.1 и DA1.2 (микросхема К157УД2), которые выполняют функцию компараторов. На логических элементах DD1.1, DD1.3 и DD1.4 собран генератор импульсов, элемент DD1.2 включён инвертором. На балластном конденсаторе С2, диодном мосте VD3, конденсаторе СЗ и стабилитроне VD4 собран стабилизированный узел питания. Диод VD1 выпрямляет сетевое напряжение до измерительной части индикатора, конденсатор С1 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Резистивный делитель R2R3R4 понижает уровень напряжения до безопасного уровня для входных цепей ОУ. Резисторами R3 и R4 устанавливают пороги срабатывания индикатора. Резисторы R6 и R8 обеспечивают небольшой гистерезис переключения компараторов, что повышает их помехоустойчивость. Образцовое напряжение для компараторов формирует параметрический стабилизатор напряжения на резисторе R7 и стабилитроне VD2. Индикацию осуществляют светодиоды HL1 и HL2, транзисторы VT1 и VT2 обеспечивают согласование светодиодов с выходами логических элементов. Устройство работает следующим образом. Если сетевое напряжение будет менее 200 В, компаратор на ОУ DA1.2 переключится в состояние с высоким уровнем напряжения (лог. 1) на выходе. Логический элемент DD1.2 инвертирует этот уровень, и на его выходе установится низкий уровень (лог. 0), поэтому светодиод HL1 погашен. Одновременно на выходе элемента DD1.4 будет постоянно присутствовать лог. 1, в результате транзистор VT2 откроется и станет постоянно светить светодиод HL2 красного свечения, индицируя снижение сетевого напряжения ниже порога. Когда сетевое напряжение находится в интервале 200...250 В, на выходе ОУ DA1.2 присутствует лог. 0. Элемент DD1.2 инвертирует этот уровень, и на его выходе будет лог. 1. В этом случае транзистор VT2 закроется (светодиод HL2 погаснет), а транзистор VT1 откроется, поэтому включится и будет постоянно гореть светодиод HL1 зелёного свечения, индицируя, что напряжение сети в норме. При превышении сетевым напряжением 250 В компаратор на ОУ DA1.1 переключается в состояние с лог. 1 на выходе. Это приведёт к запуску генератора импульсов, и светодиод HL2 начинает периодически вспыхивать. В результате светодиод зелёного свечения светит постоянно, а красного — вспыхивает. Эта комбинация сигнализирует о превышении сетевым напряжением верхнего порога. Налаживание индикатора начинают с того, что устанавливают желаемые пороги переключения индикатора. Для этого движки подстроечных резисторов R3 и R4 устанавливают в нижнее по схеме положение. К выходу ЛАТРа подключают вольтметр переменного тока и вход индикатора. Устанавливают на входе индикатора напряжение 200 В, и подстроечным резистором R3 добиваются включения светодиода HL2 зелёного свечения, при этом должен погаснуть светодиод HL1 красного свечения. Затем подают напряжение 250 В, и движком подстроечного резистора R4 добиваются периодического включения красного светодиода HL1 с одновременно горящим зелёным светодиодом. На этом налаживание можно считать законченным. В индикаторе можно применить постоянные резисторы МЛТ, ОМЛТ, С2-23 соответствующей мощности, подстроечные — СПЗ-19, СПЗ-38а или импортные, оксидные конденсаторы — К50-35, конденсатор С2 — металлоплёночный импортный, например, В32922-С3334-К фирмы Epcos, рассчитанный на работу на переменном токе с номинальным напряжением не менее 305 В, С4 — плёночный серии К73 или керамический К10-17. Светодиоды — любые маломощные соответствующего цвета свечения с диаметром корпуса 3...5 мм. В качестве корпуса индикатора использована круглая пластмассовая коробка диаметром около 55 мм из-под косметического крема. В неё помещена круглая универсальная печатная плата из стеклотекстолита. Применён проводной монтаж.

Радио №11 2017г стр. 43