ДЕТЕКТОР СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА






МЕНЮ

ДЕТЕКТОР СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Как известно, изолированное обнаружение сетевого напряжения важно во многих промышленных устройствах. Изоляция тут нужна для предотвращения прохождения постоянного или переменного тока между двумя частями устройства, позволяя при этом передавать сигнал и мощность между ними. Изоляция также развязывает разность потенциалов земли, обеспечивает помехоустойчивость и защиту от всплесков высоких напряжений. Традиционно для обнаружения напряжения используют оптопары постоянного или переменного тока (оптроны), которые устанавливают по пути прохождения сигнала. Вот простой модуль под названием «Датчик сети переменного тока 220 В».

Помните, никогда не прикасайтесь к плате после включения - вы можете получить удар током! Его принципиальную схему смотрите ниже:

Простая схема датчика сети 220 В

Оптрон PC817B содержит инфракрасный светодиод оптически связанный с фототранзистором, заключенный в 4-контактный DIP корпус. Типичное напряжение изоляции входа-выхода (среднеквадратичное значение) у PC817 составляет 5,0 кВ, напряжение коллектор-эмиттер от 35 до 80 В, а CTR (коэффициент передачи тока) от 50% до 600% при входном токе 5 мА.

Второй вариант схемы датчика сети 220 В

Схема не требует трансформатора переменного тока. Вместо этого напряжение снижается последовательным конденсатором (C1), подключенным непосредственно к сети 220 В. Напряжение переменного тока выпрямляется диодом D1, а результирующее напряжение постоянного тока сглаживается конденсатором C2. Стабилитрон ZD1 добавлен в качестве предварительного стабилизатора для полной защиты цепи. В случае обрыва на конденсаторе C2 (может из-за случайного перегорания R3 или PC1) напряжение на конденсаторе C2 фильтра ограничивается ZD1 примерно до 5 В. Это предотвратит взрыв конденсатора фильтра C2.

Когда будет на входе сеть, результирующий вход на базе T1 через PC1 приводит к тому, что T1 приводится в проводимое состояние током через PC1 и R4, тем самым давая сигнал низкого уровня на выходе с открытым T1, при подходящем сопряжении с внешней схемой с подтягивающим резистором. В случае отключения питания, возникнет сигнал высокого уровня на выходе.

Но можно сделать улучшенную версию такого датчика сети, адаптированную к цифровой технике. Очевидно, что самый простой и безопасный способ обнаружить сетевое электричество с помощью микроконтроллера - это использовать оптрон. Чтобы безопасно подключить такое опасное высокое напряжение как 220 В к оптрону, необходимо ограничить ток. Поскольку входное напряжение высокое, необходимо также учитывать номинальную мощность резистора.

Если нужен плавный / стабильный выход постоянного тока, для GPIO микроконтроллера например, немного доработаем схему. Емкость конденсатора (C) в этой новой версии не важна - от 2 до 10 мкФ будет нормально в большинстве ситуаций.

Еще одна хорошая идея - это использовать двунаправленную оптопару (также известную как оптопара переменного тока), которая имеет два внутренних светодиода, проводящих в противоположных направлениях. К примеру модель H11AA1.

Конструкция предлагаемого универсального детектора сети упрощает мониторинг сигнала высокого напряжения, поскольку обеспечивает сформированный цифровой выходной сигнал (H / L) с гальванической развязкой. Схема не требует каких-либо дорогих компонентов и может быть собрана за час.

Проект состоит из двух важных сегментов. Первый - обрабатывает вход высокого напряжения, а второй обеспечивает изоляцию между высоковольтной и низковольтной секциями. Предохранитель и металлооксидный варистор являются компонентами дополнительной защиты цепи.

Варистор на основе оксида металла (MOV), также известный как резистор зависимый от напряжения (VDR), представляет собой своеобразный резистор, который используется для защиты схем от высокого напряжения. Он способен уменьшать скачки напряжения.

В нормальных условиях сопротивление варистора очень велико, но когда подключенное напряжение становится выше, чем напряжение ограничения варистора, его сопротивление сразу становится очень низким. Варистор можно просто подключить между линией и нейтралью (фаза и ноль), но только после предохранителя. Тогда при коротком замыкании варистора сработает предохранитель и отключит сеть от устройства.

Подтягивающий резистор можно использовать с микроконтроллерами, у которых нет внутреннего такого резистора. Кроме того, 2-контактная перемычка поможет включить / выключить сглаживающий конденсатор при необходимости.

Окончательный несглаженный выходной сигнал (JP1 = Open) выглядит как левый сигнал на снимке осциллографа, а сглаженный выходной сигнал (JP1 = Close) как правый. Конечно сглаженный выходной сигнал не выглядит идеально ровным, но колебания не превышают 500 мВ.

Вход (где светодиод) в этом оптроне подключен к сетевому напряжению, обрабатываемому схемой емкостного делителя потенциала. Максимально допустимое коммутируемое напряжение оптопары составляет 30 В, а транзистор (T1), подключенный к выходу оптопары (фототранзистор), может выдерживать токи до 10 мА.

Возможным примером применения датчика будет его использование в качестве цепи сброса при включении питания. Другое применение - это система аварийного питания, сигнализации на основе микроконтроллера или в качестве схемы детектора сбоя / возобновления электроэнергии.





   Схемы измерительных приборов



Лабораторный БП 0-30 вольт

Драгметаллы в микросхемах

Металлоискатель с дискримом

Ремонт фонарика с АКБ

Восстановление БП ПК ATX

Кодировка SMD деталей

Справочник по диодам

Аналоги стабилитронов









    © 2009-2020, "Электронные схемы самодельных устройств". Электросхемы для самостоятельной сборки радиоэлектронных приборов и конструкций. Полезная информация для начинающих радиолюбителей и профессионалов. Все права защищены.
  • Вход
  • Почта
  • Мобильная версия