Zaloguj się
Wszystkie
21 października 2025
9
Mimo to bywają urządzenia i układy bardziej wrażliwe na zawyżone lub zaniżone napięcie zasilania. Zbyt wysokie grozi uszkodzeniem układu, a zbyt niskie – jego niewłaściwym działaniem. W takich sytuacjach zasadne jest monitorowanie napięcia na wejściu i w razie przekroczenia dopuszczalnej tolerancji, odcięcie zasilania oraz wyłączenie chronionego układu lub urządzenia.
Dotyczy to nie tylko czułych, skomplikowanych układów elektronicznych wyposażonych w nietypowe obwody zasilania. Dobrym przykładem są lodówki, zamrażarki i klimatyzatory. Urządzenia te mają sprężarki napędzane silnikami elektrycznymi.
Długotrwała praca przy zawyżonym napięciu jest niebezpieczna z oczywistych powodów, ale zbyt niskie napięcie może być jeszcze groźniejsze. Zatrzymanie obrotów wirnika silnika powoduje spadek impedancji widzianej od strony zasilania i wzrost pobieranego prądu, co może doprowadzić do spalenia uzwojeń.
Nawet jeśli zadziałają obwody ochronne i wyłączą sprężarkę, jej ponowny rozruch powinien nastąpić dopiero po kilkuminutowej przerwie, pozwalającej na rozprężenie czynnika chłodniczego krążącego w zamkniętym obwodzie wymuszanym przez pracę sprężarki.
Układ zaprezentowany w bieżącym projekcie odcina zasilanie zarówno przy jego zbyt wysokim, jak i nadmiernie obniżonym poziomie. Obydwa progi można regulować niezależnie. Nawet krótkotrwała przerwa w poprawnym zasilaniu powoduje reakcję układu – odcięcie zasilania, które zostaje przywrócone po z góry ustalonym czasie. Czas ten również można regulować w szerokim zakresie, aż do kilku minut.
Na fotografii przedstawiono prototyp zmontowany i przetestowany w laboratorium redakcji „Electronics For You”.
Opis budowy układu i jego działanie
W projekcie wykorzystano trzy wzmacniacze operacyjne z czterech dostępnych w układzie scalonym LM324. Oprócz tego użyto tranzystora 2N3904 (T1), przekaźnika z cewką 12 V i stykami SPDT, trzech diod 1N4007 oraz niewielkiej liczby tanich elementów pasywnych.
Wszystkie wzmacniacze operacyjne pracują jako analogowe komparatory napięcia. Układy IC1a i IC1b tworzą komparator okienkowy. Oba wykorzystują to samo napięcie odniesienia, utworzone przez diodę Zenera ZD1, natomiast szerokość okna można regulować potencjometrami VR1 i VR2. Komparator „górny” (IC1a) nadzoruje w praktyce dolny próg okna, a „dolny” (IC1b) kontroluje jego górny zakres.
Gdy napięcie kontrolowane mieści się w wyznaczonym przedziale, oba wzmacniacze (IC1a i IC1b) utrzymują na wyjściu stan wysoki. Diody D1 i D2 tworzą w ten sposób bramkę logiczną typu „iloczyn”. Stan logiczny na anodach diod jest wysoki tylko wtedy, gdy na obu katodach pojawi się stan wysoki (logiczna „1”). Dzieje się tak wtedy, gdy napięcie wejścia nieodwracającego IC1a jest wyższe od napięcia odniesienia REF ustalonego przez ZD1, a jednocześnie potencjał wejścia odwracającego IC1b jest niższy od tego samego napięcia REF (≈ 6 V).
Wyjście „diodowej bramki” jest podciągane do stanu wysokiego przez rezystor R3. Z tego punktu ładowany jest kondensator C1, którego napięcie monitoruje komparator zrealizowany na wzmacniaczu IC1c. Poziom progowy ustawia się potencjometrem VR3. Rozładowanie kondensatora C1 odbywa się szybko dzięki zastosowaniu diody D3.
W układzie przewidziano dwie diody LED: LED1 (czerwona) sygnalizuje obecność zasilania, natomiast LED2 (zielona) świeci w momencie załączenia przekaźnika (przy zwartym styku NO).
Układ zasilany jest napięciem niestabilizowanym pochodzącym z uzwojenia wtórnego transformatora. Napięcie to jest prostowane w układzie dwupołówkowym i filtrowane jedynie kondensatorem o dużej pojemności. Tego obwodu zasilania nie pokazano na schemacie. Ważne jest jednak to, że uzyskane w ten sposób napięcie stałe zachowuje informację o wartości napięcia sieci energetycznej 230 V AC.
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
