Устройство отключения по высокому / низкому уровню сети переменного тока будет отключать или отключать сетевое питание от домашней электросети при обнаружении высокого или низкого напряжения. Таким образом, он обеспечивает полную безопасность домашней электропроводки и устройств от возгорания электрического тока из-за аномального перенапряжения или пониженного напряжения.

В статье описаны 3 точные схемы автоматического отключения при повышенном и пониженном напряжении, которые можно сделать в домашних условиях для защиты бытовой техники от внезапных опасных выбросов высокого и низкого напряжения. Первая конструкция объясняет схему на основе трансформатора LM324, вторая схема использует бестрансформаторную версию, то есть работает без трансформатора, а третья концепция объясняет схему отключения на основе транзистора, все из которых могут быть установлены дома для контроля над и под защита от отключения напряжения.

Обзор

Схема отключения высокого и низкого напряжения сети переменного тока, описанная в этой статье, очень проста в изготовлении, но при этом очень надежна и точна. В схеме используется одиночный IC LM 324 для необходимого обнаружения и мгновенно переключает соответствующие реле, чтобы подключенные нагрузки были изолированы от опасных входов.

Схема также обеспечивает визуальную индикацию соответствующих уровней напряжения в любой момент.

В следующей схеме используется трансформатор для питания цепи.

Принципиальная электрическая схема

Список деталей для предлагаемой схемы защиты от высокого и низкого напряжения сети.

R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 = 4K7,
P1, P2, P3, P4 = 10 тыс. Предустановок
C1 = 1000 мкФ / 25 В,
OP1, OP2 = MCT 2E, оптопара
Z1, Z2, Z3, Z4 = 6 вольт, 400 мВт,
D1, D2, D3, D4 = 1N4007,
D5, D6 = 1N4148,
Т1, Т2 = BC547B,
LED = КРАСНЫЙ, ЗЕЛЁНЫЙ по желанию,
Трансформатор = 0 - 12 В, 500 мА
Реле = SPDT, 12 В, 400 Ом

Схема работы

В одном из моих предыдущих постов мы увидели очень простую, но эффективную схему цепи отключения от перенапряжения и низкого напряжения, которая может переключать и отключать сетевое питание от подключенных устройств, как только входное напряжение пересекает или ниже опасного порога.

Однако из-за чрезмерной простоты конструкции, включающей всего пару транзисторов, схема имеет свои ограничения, основным ограничением которых является меньшая точность и значительный гистерезис, в результате чего высокий пороговый зазор составляет более 60 вольт между верхним и нижним пределами.

Настоящая конструкция цепи отключения высокого и низкого напряжения не только высокоточная, но также обеспечивает визуальную индикацию соответствующих скачков напряжения. Точность настолько высока, что практически пороги можно разделить и измерить в диапазоне 5 вольт.

Включение операционных усилителей в схему наделяет ее вышеуказанной функцией, и поэтому вся идея становится очень надежной.

Давайте разберемся со схемой более подробно:

Как операционные усилители работают как компараторы

Операционные усилители A1, A2, A3, A4 получаются из одной микросхемы IC 324, которая является четырехъядерной микросхемой, что означает, что она состоит из четырех блоков операционных усилителей в одном корпусе.

“таблица истинности всех ворот ”

Микросхема исключительно надежна и проста в настройке и практически не создает проблем с ее функционированием, короче говоря, она имеет надежные характеристики и слишком гибка для большинства конфигураций.

Четыре операционных усилителя сконструированы как компараторы напряжения. Инвертирующие входы всех усилителей зажаты к фиксированной опорной величине 6 вольт которая осуществляется через сеть сопротивления / стабилитрон для ECH из операционные усилителей дискретно.

Неинвертирующие входы с A1 по A4 подключены к источнику питания схемы через сеть делителей напряжения, образованную предварительно заданными параметрами P1, P2, P3 и P4 соответственно.

Предустановки могут быть отрегулированы по желанию для переключения выходов соответствующих операционных усилителей, когда соответствующий входной уровень пересекает опорный уровень, установленный на инвертирующих входах соответствующих операционных усилителей.

Выходы с A1 по A4 особым образом интегрированы в светодиодные индикаторы. Здесь вместо того, чтобы следовать традиционному методу подключения катодов светодиодов к земле, он подключается к выходу выхода предыдущего операционного усилителя.

Эта особая конструкция обеспечивает включение только одного соответствующего светодиода в ответ на повышение или понижение уровня напряжения операционных усилителей.

Как работают оптопары

Два оптопара вводятся последовательно с верхним и нижним светодиодами, так что оптопары также проводят с соответствующими светодиодами при высоких и низких уровнях напряжения, определенных как опасные пороги.

Проводимость оптопар мгновенно переключает внутренний транзистор, который, в свою очередь, переключает соответствующее реле.

Полюса двух реле и полюса реле соединяются последовательно перед подачей через них выходного сигнала на нагрузку.

Последовательное соединение контактов гарантирует, что, если какое-либо из реле будет проводить, отключится питание нагрузки или подключенного устройства.

Почему компараторы операционных усилителей расположены последовательно

На нормальных уровнях операционные усилители A1, A2 или даже A3 могут быть проводящими, потому что все они расположены в инкрементальном порядке и продолжают переключаться последовательно в ответ на постепенное повышение напряжения и наоборот.

“функции сетевой карты ”

Предположим, что при определенных нормальных уровнях A1, A2 и A3 все являются проводящими (выходы высокие), а A4 не проводящим, в этот момент будет гореть только светодиод, подключенный к R7, потому что его катод получает требуемый отрицательный сигнал с выхода A4, тогда как все катоды нижних светодиодов имеют высокий уровень из-за высоких потенциалов от вышеуказанных операционных усилителей.

Светодиод, подключенный к R8, также остается выключенным, потому что выходной сигнал A4 низкий.

Вышеуказанные результаты надлежащим образом влияют на соответствующие оптопары и реле, так что реле работают только во время опасно низкого или низкого уровня заряда. опасные высокие уровни напряжения обнаруживается только A1 и A4 соответственно.

Использование симистора вместо реле для отключения

После некоторого анализа я понял, что описанная выше схема защиты от отключения высокого и низкого сетевого напряжения может быть упрощена до гораздо более простой версии с использованием одного симистора. Пожалуйста, обратитесь к диаграмме, приведенной ниже, она не требует пояснений и очень проста для понимания.

Однако, если у вас есть проблемы с пониманием, напишите мне комментарий.

Использование симистора вместо реле для отключения

Модификация конструкции в бестрансформаторной версии

Бестрансформаторный вариант схемы отключения высокого и низкого напряжения сети, описанный выше, можно визуализировать на следующей схеме:

Предупреждение: Показанная ниже цепь не изолирована от сети переменного тока. Обращайтесь с ним с особой осторожностью, чтобы избежать несчастного случая со смертельным исходом.

Если вместо симистора предполагается использовать одиночное реле, конструкция может быть изменена, как показано на следующем рисунке:

Пожалуйста, используйте конденсатор 22 мкФ / 25 В между базой транзистора и землей, чтобы убедиться, что реле не заикается во время периодов переключения ...

Использование драйвера реле PNP

Как показано в данной сети переменного тока высокий, схема защиты от низкого напряжения , мы видим, что два операционных усилителя из IC LM 324 используются для требуемого обнаружения.

Верхний операционный усилитель имеет свой неинвертирующий вход, настроенный на предустановку и подключаемый к питающему постоянному напряжению, здесь на контакте №2 имеется опорный уровень, так что, как только потенциал на контакте №3 превысит установленный порог (на P1) выходной сигнал операционного усилителя становится высоким.

Точно так же нижний операционный усилитель также настроен для обнаружения некоторого порогового напряжения, однако здесь контакты просто перевернуты, что заставляет выходной сигнал операционного усилителя повышаться при обнаружении низкого входного напряжения.

Следовательно, верхний операционный усилитель реагирует на высокий порог напряжения, а нижний операционный усилитель - на низкий порог напряжения. Для обоих обнаружений выход соответствующего операционного усилителя становится высоким.

Диоды D5 и D7 гарантируют, что их соединение дает общий выходной сигнал с выходных контактов операционных усилителей. Таким образом, всякий раз, когда любой из выходных сигналов операционного усилителя становится высоким, он вырабатывается на стыке катодов D5 и D7.

База транзистора T1 подключена к вышеупомянутому диодному переходу, и до тех пор, пока выход операционного усилителя остается низким, T1 может проводить ток, получая напряжение смещения через R3.

Однако в тот момент, когда какой-либо из выходных сигналов операционного усилителя становится высоким (что может произойти при ненормальном напряжении), диодный переход также становится высоким, ограничивая ток T1.

Реле R1 мгновенно отключает само себя и подключенную нагрузку. Таким образом, подключенная нагрузка остается включенной до тех пор, пока на выходах операционного усилителя низкий уровень, что, в свою очередь, может произойти только тогда, когда входная сеть находится в пределах безопасного оконного уровня, регулируемого P1 и P2. P1 настроен на обнаружение высокого уровня напряжения, а P2 для более низкого небезопасного уровня напряжения.

Цепь отключения по высокому низкому напряжению сети с использованием IC 741

Информация о выводах IC LM 324

Перечень деталей для вышеуказанной схемы защиты от высокого и низкого напряжения сети

R1, R2, R3 = 2K2,
P1 и P2 = предустановка 10K,
C1 = 220 мкФ / 25 В
Все диоды = 1N4007,
Т1 = BC557,
Реле = 12 В, 400 Ом, SPDT,
операционные усилители = 2 операционных усилителя от IC LM 324
Стабилитроны = 4,7 В, 400 мВт,
Трансформатор = 12 В, 500 мА

Схема печатной платы

До сих пор мы изучили IC-версию схемы, а теперь давайте посмотрим, как сеть 220 В или 120 В, работающая от перенапряжения, и схема защиты от пониженного напряжения может быть построена с использованием всего пары транзисторов.

Очень простая электрическая схема, представленная при установке в доме, может в значительной степени помочь в решении проблемы.

Здесь мы познакомимся с двумя конструкциями схем повышенного и пониженного напряжения, первая на основе транзисторов, а другая - на операционном усилителе.

Схема отключения при повышении / понижении напряжения с использованием транзисторов

Вы будете удивлены, узнав, что небольшая симпатичная схема для упомянутой защиты может быть построена с использованием всего пары транзисторов и нескольких других пассивных компонентов.

Глядя на рисунок, мы можем увидеть очень простую конструкцию, в которой T1 и T2 фиксированы как конфигурация инвертора, что означает, что T2 реагирует противоположно T1. См. Принципиальную схему.

Проще говоря, когда T1 проводит, T2 отключается и наоборот. Чувствительное напряжение, которое получается из самого напряжения питания постоянного тока, подается на базу T1 через предварительно установленный P1.

Предварительная установка используется, чтобы можно было точно определить пороги срабатывания, а схема понимала, когда выполнять управляющие действия.

Как установить предустановку для автоматического отключения

P1 настроен для определения пределов высокого напряжения. Первоначально, когда напряжение находится в пределах безопасного окна, T1 остается выключенным, и это позволяет необходимому напряжению смещения проходить через P2 и достигать T2, сохраняя его включенным.

Следовательно, реле также остается включенным, и подключенная нагрузка получает необходимое переменное напряжение.

Однако если предположим, что напряжение сети превышает безопасный предел, напряжение считывающей выборки на базе T1 также поднимается выше установленного порога, T1 немедленно проводит и заземляет базу T2. Это приводит к отключению Т2, а также реле и соответствующей нагрузки.

“подтягивающие и понижающие резисторы ”

Таким образом, система ограничивает попадание опасного напряжения на нагрузку и защищает его, как и ожидалось.

Теперь предположим, что напряжение в сети слишком низкое, T1 уже выключен, и в этой ситуации T2 также перестает проводить из-за настроек P2, который настроен так, что T2 перестает проводить, когда вход сети опускается ниже определенного небезопасного уровня.

Таким образом, реле снова отключается, отключая питание нагрузки и вызывая необходимые меры безопасности.

Хотя схема достаточно точна, пороговое значение окна слишком велико, что означает, что схема срабатывает только для уровней напряжения выше 260 В и ниже 200 В или выше 130 В и ниже 100 В для входов нормального питания 120 В.

Следовательно, схема может быть не очень полезна для людей, которые могут искать абсолютно точные точки срабатывания и средства управления, которые можно оптимизировать в соответствии с личными предпочтениями.

Для этого может потребоваться пара операционных усилителей вместо транзисторов.