Сигнализатор понижения сетевого напряжения

Электросхемы для дома

А. БУТОВ, с. Курба Ярославской обл.

Все мы знаем что напряжение в бытовой электросети может быть не стабильным. Оно может «плавать» в пределах от 160 до 260V, и обусловлено это многими причинами- например падение в результате массового применения электрических нагревателей, или кратковременные броски в результате проведения сварочных работ, ну и т.п.
Причем не забываем еще и о том, что в большинстве случаев при построении уличного электроснабжения используется 3=х фазный принцип, и это может вывести еще и дополнительные проблемы- «провал» по одной фазе, автоматически вызывает подъем напряжения на другой фазе.

Все эти кратковременные провалы и скачки напряжения могут вызвать сбои в работе электроприборов. Здесь, кстати, есть небольшая оговорка: в устройствах, использующих в начинке импульсные источники питания, короткие падения сетевого напряжения особой проблемы не вызовут, а вот увеличение напряжения может вызвать и перегорание входных цепей.
Ав от в тех устройствах, в которых применяются электродвигатели (газовые котлы, стиральные машины, холодильники), кратковременные падения напряжения могут создать массу проблем- в первую очередь за счет «дергания» электродвигателя: сбой управления, кратковременные перегрузки на обмотках электродвигателей, со всеми, так сказать, вытекающими…

С всплесками напряжения более или менее успешно борются с помощью фильтров и варисторов. Но сбой в работе электронного устройства, вызванный кратковременным понижением напряжения питания, зачастую кажется необъяснимым, поскольку заметить такое понижение «на глаз» очень сложно. Автор предлагает сделать сигнализатор, извещающий о нем. Это снимет с неожиданно выключившегося или включившегося бытового прибора подозрения в неисправности и направит усилия по устранению причины происшествия в нужное русло.

Устройство предназначено для сигнализации о кратковременном значительном понижении напряжения в сети 220 В, которое не всегда удается заметить по мерцанию ламп накаливания. Эта несложная конструкция сигнализирует о возможной причине неожиданной перезагрузки компьютера, сбое программы микроволновой печи, стиральной машины, внезапного выключения телевизора. Следует заметить, что при подобных «провалах» сетевого напряжения некоторые персональные компьютеры, телевизоры и другие приборы, не отключенные от сети полностью, а находящиеся в дежурном режиме, могут самопроизвольно переходить в рабочий режим.

Схема устройства

Логика работы устройства очень проста. При подаче напряжения питания конденсаторы С2 и С4 быстро заряжаются. Конденсатор С6 фильтра выпрямителя, питающего микросхему DD1, заряжается значительно медленнее — до напряжения 9 В около 30 с. Благодаря этому в начале работы прибора на выходе элемента DD1.1 уровень напряжения будет низким. Поскольку конденсатор С5 разряжен, триггер Шмитта на элементах DD1.2—DD1.4 будет находиться в состоянии с низким уровнем на выходах элементов DD1.3 и DD1.4. Светодиод HL1 не светится, звуковой сигнализатор со встроенным генератором НА1 не работает. При значительном уменьшении напряжения в сети продолжительностью более 60 мс конденсаторы С2 и С4 разрядятся, что приведет к смене низкого уровня на выходе элемента DD1.1 высоким. Через открывшийся диод VD4 будет заряжен конденсатор С5. Это приведет к изменению состояния триггера Шмитта. Будут включены светодиод HL1 и звуковой сигнализатор НА1. По окончании «провала» световой и звуковой сигналы не прекратятся, так как конденсатор С5 останется заряженным. Разрядка этого конденсатора происходит через резистор R7. При указанных на схеме номиналах С5 и R7 сигналы подаются приблизительно секунду. Фильтр L1C1R1 предотвращает ложные включения сигнализатора под воздействием помех. Стабилитрон VD3 ограничивает напряжение питания микросхемы до 8,5…9,5 В.

Вместо микросхемы К561ЛА7 можно применить К561ЛЕ5 или аналогичные им микросхемы других отечественных и импортных КМОП серий. Однако использовать не имеющие защитных диодов микросхемы серии К176 не рекомендуется. При входном напряжении, превышающем напряжение питания, они могут выйти из строя в результате «тиристор-ного эффекта». Вместо стабилитрона Д814Б1 можно установить другой маломощный с напряжением стабилизации 8…9,5 В. Диоды КД521А заменяются любыми из серий КД521, КД503, КД510, КД522 или 1 N4148, а КД243Ж — из серий КД243, КД209 или 1 N4003—1 N4007.

Конденсатор С1 — керамический высоковольтный, например К15-5. С некоторым снижением надежности здесь можно использовать пленочный конденсатор на рабочее напряжение 630 В. Пленочным должен быть и конденсатор С2. Оксидные конденсаторы — К50-35, К50-68 или их импортные аналоги. Резистор R1 желательно применить «невозгораемый» Р1-7 или импортный. Остальные резисторы общего применения соответствующей мощности. Светодиод HL1 —любой из серий КИПД21, КИПД40, L-1503, L-1513, желательно красного или оранжевого цвета свечения. Излучатель звука НРА24АХ можно заменить другим с встроенным генератором и потребляемым током не более 15 мА, например, EFM-250, EFM-472A, TFM-02D.

Эскиз печатной платы

Все детали сигнализатора, кроме светодиода и звукоизлучателя, смонтированы на печатной плате, изображенной на рис. 2. Готовое устройство размещено в просторном корпусе сетевого фильтра-удлинителя «Sven Platinum». Автор настоятельно не рекомендует приобретать широко распространенные сейчас удлинители с корпусами и, тем более, основаниями розеток из легко воспламеняющейся термопластичной пластмассы, например полистирола.

При желании подборкой конденсаторов С2 и С4 можно изменить чувствительность устройства. Более удобно подбирать конденсатор С4, уменьшая его емкость до тех пор, пока рост пульсаций напряжения на входах элемента DD1.1 не приведет к включению сигнализации. После этого необходимо установить конденсатор С4 емкостью на 20…30 % больше найденной. Правильно настроенный сигнализатор должен подавать сигнал при включении в ту же розетку нагрузки мощностью 1…4кВт (например, фотоосветительной галогенной лампы).