Защита для устройств, питающихся от сети 220 В

Предельное напряжение, которое могут выдерживать стабилизированные импульсные блоки питания, которыми оснащено большинство бытовой импортной радиоаппаратуры, составляет 272 В (это действующее значение по техдокументации фирм-изго-товителей). Но в сети иногда наблюдаются скачки и помехи с более высоким уровнем, что может привести к повреждениям.

Чтобы защитить оборудование от перенапряжений, надо учитывать, что в питающей сети могут действовать следующие виды импульсных помех:

• повышенное напряжение между линейными проводами;
• повышенное напряжение между заземлением и одним из линейных проводов.

Указанные помехи могут присутствовать и одновременно, поэтому необходимо, чтобы защитный блок и подключенные к нему устройства имели хорошее заземление, иначе удастся обеспечить защиту только от повышенного напряжения между линейными проводами.

Для сетевых защитных устройств характерно применение всех рассмотренных выше компонентов, при этом схемы могут быть од-но-, двух- и трехступенчатые. Фрагменты наиболее распространенных схем защиты приведены на рис. 1.15 и 1.16.

В однокаскадном узле защиты обычно используется трехполюсный разрядник или варисторы (рис. 1.15). Если на любом проводнике превышено заданное напряжение пробоя — обе “половинки” трехполюсного разрядника срабатывают и выброс напряжения разряжается на землю. Это позволяет получить защиту и от синфазной помехи (она бывает гораздо мощнее дифференциальной наводки).

Рис. 1.15. Узел однокаскадной защиты от перенапряжений, выполненный на: а — разрядниках; б — варисторах

Рис. 1.16. Варианты схем двухкаскадной защиты от перенапряжений

В двухступенчатых схемах обычно устанавливают варисторы и диоды одновременно, рис. 1.16. Так как варисторы способны поглощать большую импульсную мощность, чем диоды, они используются в качестве первичной защиты, но дополняются более быстродействующими элементами — сапрессорами.

Для электронного оборудования наибольшую опасность представляет не ток, а напряжение в цепи, поэтому в настоящее время все более широко используют TRANSIL-диоды. Для защиты устройств в сети 220 В обычно применяют двунаправленные диоды, допускающие работу на переменном токе, например, 1.5КЕ440СА или Р6Е440СА (последние буквы — СА часто используются в обозначениях и других типов элементов для указания на Симметричную структуру и допуск по напряжению ограничения). Если сдвоенные не удастся приобрести, то можно взять два однонаправленных диода и соединить их последовательно одинаковыми полярностями.

Рабочее напряжение у защитных диодов выбирается с учетом максимальной амплитуды напряжения в линии. Так, например, по отечественному стандарту считается нормальным, если действующее напряжение (U) сети имеет отклонение от номинала 220 В -15 или +10%, т. е. может быть и 242 В, при этом его амплитуда составит:

С учетом возможного технологического разброса напряжения ограничения, имеющегося у защитных диодов, по рекомендациям разработчиков этих элементов, рабочее напряжение Ѵвя выбирается с запасом на 10 - 20%, т. е. должно быть не менее чем 400 В.

На входе цепи защиты обязательно устанавливаются токовые предохранители — при кратковременной перегрузке предохранитель сработать не успеет (у него время разрыва цепи составляет не менее 0,05...0,1 с), но защита потоку нужна, чтобы ограничить время работы остальных защитных элементов и исключить выделение на них большой мощности при продолжительном воздействии перегрузки.

Самую надежную защиту радиоаппаратуры способны обеспечить трехкаскадные схемы, два типовых варианта которых приведены на рис. 1.17.

Трехкаскадную защиту ставят в тех случаях, когда вероятно прямое попадание разряда молнии в воздушную линию питания. При этом в самом худшем случае из строя может выйти только блок защиты, но радиоаппаратура сохранится.

Мы рассмотрели построение универсальных схем сетевой защиты, но в некоторых ситуациях можно обойтись более простыми узлами, например, когда требуется защитить схему с трансформаторным питанием. Для этого случая варианты подключения сапрессоров показаны на рис. 1.18.

При установке элементов защиты следует знать, что в случае шуток отечественных энергетиков, когда в питающей сети вместо 220 продолжительное время действует 380 В, такие элементы выйдут из строя (они не могут долго рассеивать большую мощность), но при этом все же сохранят от повреждения радиоаппаратуру.

Рис. 1.17. Трехкаскадная схема защиты от перенапряжений по сети 220 В

Рис. 1.18. Вариант подключения защитных диодов к трансформатору: а — в первичной цепи; б, в — во вторичной цепи

Литература: Радиолюбителям полезные схемы, Книга 5. Шелестов И.П.