Защита аппаратуры от повышенного сетевого напряжения при помощи интегрального таймера

R. J. Patel. Институт фундаментальных исследований Тата (Бомбей, Индия)

Измерительные и электробытовые приборы могут быть легко выведены из строя при чрезмерных повышении или понижении напряжения питания. Чувствительная к напряжению схема на интегральном таймере типа 555 отключает аппаратуру от питающей сети, когда напряжение в ней выходит за установленные пределы.

Такая схема обеспечивает лучшую защиту приборов, чем стабилизатор напряжения, который эффективен для обнаружения и компенсации кратковременных изменений напряжения. Как показано на рисунке, сетевое напряжение уменьшается приблизительно до 15 В при помощи понижающего трансформатора, коэффициент трансформации которого зависит от напряжения на первичной обмотке. Вторичное напряжение выпрямляется, фильтруется конденсатором и поступает к 12-В стабилизатору, который формирует смещение таймера и транзистора KT315, используемого в качестве чувствительного элемента. Нестабилизированное напряжение, изменяющееся пропорционально сетевому напряжению, поступает к потенциометрам R1 и R3, которыми устанавливаются верхний и нижний пределы.

Таймер типа 555 работает в бистабильном режиме, и его состояние непосредственно зависит от напряжений на входах установки и сброса (соответственно выводы 2 и 4).

В нормальном режиме, когда питающее напряжение находится в заданных пределах, нестабилизированное напряжение на среднем выводе резистора R1 открывает кремниевый стабилитрон и вводит транзистор в состояние насыщения. Напряжение на выводе 4 таймера резко возрастает, стремясь к 12 В и, когда оно достигает 2/3 напряжения смещения таймера 12 В, т. е. 8 В, потенциал на выводе 3 повышается и включает реле.

Если напряжение сети переменного тока меньше нижнего предела, напряжение на среднем выводе резистора R1 слишком мало для включения кремниевого стабилитрона KC166, и поэтому реле обесточено. Когда сетевое напряжение превышает верхний установленный предел, напряжение постоянного тока на выходе 2 превышает 1/3 питающего напряжения 12 В, в результате чего понижается потенциал вывода 3, и реле выключается.

Верхний и нижний пределы могут быть установлены с точностью ±5 В при использовании прецизионных потенциометров. Благодаря лавинообразному характеру пробоя в кремниевом стабилитроне схема не имеет гистерезиса. Выбросы напряжения, возникающие в сети, эффективно подавляются большим фильтрующим конденсатором.