Sagittarius

Старовер
Когда я был молодой и умный, передо мной встала проблема защиты бытовой техники от повышенного сетевого напряжения. Ну, как "встала": я сидел, смотрел ТВ, а чтоб никого не беспокоить, снизил громкость до минимума и придвинулся поближе. И тут в 70 см от моего носа взорвался конденсатор сетевого выпрямителя ИБП. Оче..че..чень впе... впе...впечачачатлииило. :) Как потом выяснилось, в этажном распредщите отгорела плохо затянутая гайка подключения нейтрали. Сетевое фазное напряжение перераспределилось немножечко неравномерно.

Существующие решения защиты меня не устраивали по многим причинам,
главным образом:
по точности порогов уставок напряжения и быстродействию на отключение,
поэтому был разработан собственный отсекатель:

Отсекатель-1.GIF

Общий смысл работы отсекателя: через Д5 и измерительный делитель R24-R26-R29-R30-R31-R32-R33-R34 сетевое напряжение прикладывалось ко входам оконного компаратора на ДА3 УД2. Опорой для компараторов служит выход 5,0 В ДА2. То есть, поделенное сетевое напряжение постоянно сравнивается с 5 В опорного. Это раз.

Узел R10 - Т1Т2 выделял лог.1 на коллекторах моменты перехода напряжения сети через ноль. А одновибратор ДД1.1 - ДД1.2 ЛА7 отсчитывал от этих моментов 5 мс - как раз тогда и наступал максимум сетевого напряжения с периодом 20 мс. В этот момент по сигналу одновибратора на входы С ДД4 ТМ2 проводилась запись состояний выходов компараторов со входов Д - для индикации выхода сетевого напряжения за пределы нормы диодами ХЛ1ХЛ2. А триггер-перегружатель ДД3 ТМ2 запоминал лог.0 при нормальном сетевом, и лог.1 - при повышенном или пониженном напряжении. Он управлял отключением сети по пути: ДД3 - Т6 - Т3 - реле К2 - пускатель К1 и симистор ВС1.

То есть, результаты работы компараторов фиксировались в максимуме сетевого напряжения.
Это два.

Но при аварийной ситуации отключать симистор ВС1 прямо в максимуме сетевого напряжения было нельзя. Поэтому триггер-перегружатель тактировался от детектора нулевого напряжения Т1Т2 и в момент нуля сетевого напряжения отдавал запомненную информацию на вход R ДД2, откуда по пути Т5 - Т4 - реле К2 - пускатель К1 и симистор ВС1 отключалась сеть.

Исполнение решения компараторов откладывалось до момента нуля напряжения в сети.
Это три.

Там ещё были предусмотрены некоторые крайне подлые сервисные штуки, типа
цифрового таймера выдержки перед первоначальным включением и после сработки на счётчике ДД2 ИЕ16,
сброс которого, собственно, и приводил к отключению отсекателя, а включение после выдержки разрешало подключение нагрузки по пути Т5 - Т4 - реле К2 - пускатель К1 и симистор ВС1,

узла контроля на счётчиках ДД6 ИЕ10, отключавшего отсекатель при неисправности компараторов и тактового одновибратора: поскольку напряжения на выходах компараторов ДА3 и одновибратора менялись раз в период сетевого напряжения, эти изменения через дифференцирующие цепочки R35C17 и R28C18 поступали на входа R и C ДД6 ИЕ10 с тем, чтобы исчезновение одной из сбрасывающих последовательностей импульсов: на выходе компараторов или одновибратора, переполняло счётчик и вызывало появление лог.1 на его выходе, который сбрасывал бы ДД2 тотчас или запоминался ДД3.2 и отключал ВС1 и реле-пускатель по его пути управления,

узел токовой защиты на ДА1 УД12, отключавший сеть по входу R ДД2 при превышении порога тока потребления,

надоедливого сигнализатора срабатывания на ДД1.3 - ДД1.4,

узла защиты при выходе из строя цепей питания ИМС на Д9 и тиристоре ВС2
и собственно балластного двуполярного ИП С4С5С8 - Д2Д3 - Д5Д8 - С6С10 с разными напряжениями питания для ИМС ( +10 В) и исполнителей (-18 В).

Такая вот несложная штука защищала, в т.ч., и мелкий промышленный объект с трёхфазной сетью. Там таких отсекателей было установлено два. Исполнители работали слаженно: сработка одного отсекателя вполне логично отключала все три фазы.

Но овер 10 лет такие отсекатели отработали без малейших намёков на отказ - а для силовой аппаратуры это всё-таки показатель. Спасибо также надёжным ИМС и прочим комплектующим, а также справочнику Шило по цифровым микросхемам, заслуженному потрёпанному справочнику, практически другу. Потом один околоэлектронный деятель уезжал в Крым и отдал мне целую библиотеку священных при СССР, но ни разу не открытых им книг. Там был и точно такой же справочник, новый, но он мне как-то не по вкусу: я так и пользуюсь старым, привычным.

Потом в продажу пошли микропроцессорные модули и этот отсекатель выложен просто как пример достаточно надёжного и продуманного устройства каналами самоконтроля и дублирования функций.

Полое описание лежит в аттаче, тут приведу только перечень основных функций и параметров.

Технические характеристики
отсекателя


Нижнее пороговое значение сетевого 190
напряжения, Вэфф

Верхнее пороговое значение сетевого 245
напряжения, Вэфф

Быстродействие основного канала управления на отключение,
не хуже, мс 20

Быстродействие резервного канала управления на отключение,
не хуже, мс 80

Погрешность отработки пороговых
напряжений, В; % 1; 0,5

Смещение значений пороговых
напряжений при
замене DA2 или DA3, В, % 1; 0,5

Предел срабатывания токовой
защиты, А 10

Время срабатывания токовой
защиты, мс 150…250

Время задержки перед
первым включением и
после возвращения сетевого напряжения
в норму 20,48 с

Но и сам отсекатель был собран на основе нормализатора сетевого напряжения. Там было 16 компараторов сетевого напряжения, 16 каналов управления ключами, какие-то хитрые мажоритарные логические ИМС для выделения из сигналов компараторов нужного для включения определённого ключа, я уже и название этой ИМС забыл, она работала на принципе "разное напряжение на входах - лог.1 на выходе", ну, и там было ещё несколько прочих интеллектуальных вкусностей, типа вшитого самоконтроля.

Придумывать отсекатель было весело и приятно. После него блок пуска и защиты для УМ уже не смотрится столь уж сложным:

Рис. 1. Схема устройства плавного пуска УМЗЧ и защиты АС.GIF
 

Вложения

Последнее редактирование:

Sagittarius

Старовер
Ну, если хвастаться чужими достижениями, то вот:

ОК20200415_215913.png

Слева направо:
Золотое: автомат на гараж с индикацией напряжения на линии гаража.
Вводные и выводные автоматы.
Под ними: китайский автомат-отсекатель, 10 позиций программирования, индикация входного напряжения и тока.
Нормализатор на 16 ступеней, тиристорный. Индикация входного напряжения.

А сабжевый отсекатель - для развития ума.
 
Сверху Снизу