Ограничитель пускового тока при включении радиоаппаратуры
Предлагаемое устройство предназначено для «мягкого» включения различной радиоаппаратуры и электроустановок в сеть переменного тока 220 В. Известно, что момент включения устройств, содержащих в первичных или вторичных цепях питания конденсаторы большой емкости (мощные усилители звуковой частоты, импульсные блоки питания и т.п.), сопровождается броском тока, который может достигать десятков и сотен ампер. Такой ток не только сокращает срок службы элементов коммутации (быстро изнашиваются контакты) и создает сильную помеху по сети питания, но и может вывести из строя диоды выпрямителя или силовой трансформатор.
Кроме защиты радиоаппаратуры предлагаемое устройство (рис. 2.5) можно использовать для ограничения пускового тока мощных коллекторных электродвигателей или для защиты мощных галогенных или перекальных (фотоосветительных) ламп.
В качестве элемента, ограничивающего пусковой ток, используется мощный проволочный резистор R3. В момент подачи напряжения питания контакты реле К1 разомкнуты и напряжение на нагрузку поступает через резистор R3. Одновременно выпрямленное диодным мостом VD1 сетевое напряжение поступает на узел управления реле, задача которого - создать необходимую задержку замыкания контактов реле. Конденсатор С2 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения.
Рис. 2.4
Время задержки определяется параметрами цепи R7, С5. Как только напряжение на конденсаторе С5 превысит 10...12 В, стабилитрон VD2 открывается, вслед за ним лавинообразно открываются высоковольтные транзисторы VT1, VT2, образующие аналог тринистора с малым током управления. Транзисторы включают реле К1. Конденсаторы СЗ, С4 предотвращают преждевременное открывание транзисторов из-за помех. Цепь R6 VD3 предназначена для быстрой разрядки конденсатора С5 после открывания транзисторов. Группа контактов реле К1.3 обеспечивает готовность узла задержки, если время между последовательным отключением и включением SA1 составляет менее 0,5 с.
Резистор R3 - проволочный, сопротивление и мощность которого выбирают исходя из типа защищаемого устройства. Его можно составить из нескольких резисторов ПЭВ-10 или изготовить из толстой высокоомной проволоки. Остальные резисторы - типа МЯТ, С1-4, С2-33 соответствующей мощности. Конденсаторы С1, С2 -К73-17, К73-39 (С2 может быть и оксидным), СЗ, С4 - КМ-5, К10-17. Транзистор ѴТ1 можно заменить на КТ940АМ, КТ969А, КТ9179А, MJE340, 2SC2330, ѴТ2 - на КТ9178А, MJE350, 2SA1625. Диодный мост VD1 заменяется любым маломощным на напряжение не менее 300 В или на 4 диода, например, КД102Б, КД105Г, КД221В, 1N4004. Стабилитрон VD2 может быть любым маломощным на
9...13 В (Д814Г, КС221Ж, КС508А). Реле К1 - самый ответственный элемент в устройстве, к выбору которого надо подойти основательно. В этой конструкции использовано реле РП21-УХЛ4 (ГОСТ 17523--85) с тремя группами контактов и сопротивлением обмотки 6 кОм. Без внесения изменений в схему можно применить аналогичное реле РПУ-0-УХЛ4 с обмоткой сопротивлением 5 кОм. Также хорошо может работать более чувствительное реле РПУ-2УЗБ с обмоткой сопротивлением 13 кОм. При использовании последнего гасящий конденсатор С1 можно взять меньшей емкости. Следует отметить, что в этом и аналогичных устройствах ограничения пускового тока совершенно непригодны «горячо любимые» радиолюбителями реле РЭС-9, РЭС-22 и т.п.
При указанных на схеме номиналах R7 и С5 задержка срабатывания реле составляет 1,5 с. Для работы предлагаемого устройства на нагрузку с мощным импульсным блоком питания или для плавного пуска большинства электродвигателей достаточно задержки замыкания контактов 0,5... 1 с. Если в защищаемом аппарате используется обычный силовой трансформатор, то задержку можно увеличить до 2.. .5 с.
При работе ограничителя тока совместно с усилителем мощности звуковой частоты, в котором установлены сглаживающие конденсаторы суммарной емкостью 80000 мкФ и силовой трансформатор с сопротивлением первичной обмотки 1...2 Ом, при указанном на схеме номинале R3 начальный бросок тока уменьшается с 55 до 13 А, что обеспечивает достаточно «мягкое» включение аппарата. Для защиты мощных ламп накаливания от перегорания в момент включения вместо резистора R3 можно поставить мощный диод, например, серий Д246-Д248.
Если необходимо обеспечить мягкое включение нагрузки мощностью более 2 кВт, то контакты реле К1 должны управлять магнитным пускателем с большей нагрузочной способностью.
Литература: А. П. Кашкаров, А. Л. Бутов - Радиолюбителям схемы, Москва 2008