Иллюстрированный самоучитель по схемотехнике

Одним из актуальных вопросов обеспечения надежной работы радиоэлектронной аппаратуры был и остается вопрос обеспечения ее бесперебойным и качественным питанием. Авария источника питания, стоимость которого не превышает нескольких процентов от цены всего изделия, порой может погубить ценнейшее радиоэлектронное оборудование и обернуться катастрофой.

Контроль наличия трехфазного напряжения может быть осуществлен при помощи индикатора по схеме на рис. 1.1. Он содержит в каждой фазе токоограничительный резистор (R1 – R3) [1.1]. На выходе резисторов звездой включены слаботочные газоразрядные источники света – неоновые лампы.

Индикатор отклонения сетевого напряжения от нормы (рис. 2.1) содержит выпрямитель на диоде VD1, гаситель избыточного напряжения на стабилитроне VD2, индикатор включения устройства на светодиоде HL1, два пороговых устройства-индикатора на динисторах и светодиодах, а также регулируемые резистивные делители [2.1]. | Рис. 2.1.

Достаточно серьезную опасность для аппаратуры представляет подача на нее питающего напряжения противоположной полярности. В большинстве случаев это приводит к выходу из строя электролитических конденсаторов, полупроводниковых приборов и микросхем.

Для защиты радиоэлектронного оборудования традиционно применяют плавкие предохранители. Обычно в них используют тонкие неизолированные проводники калиброванного сечения, рассчитанные на заданный ток перегорания.

Ощутимым недостатком плавких предохранителей является их одноразовость, необходимость последующей ручной замены на другой предохранитель, рассчитанный на тот же ток защиты.

Схемы защиты радиоэлектронного оборудования, работающие на переменном токе, обычно более сложны и получили меньшее распространение.

Для нормального функционирования РЭА опасными являются стойкие или кратковременные превышения напряжения питающей сети. Известно, что в обычной питающей сети 220 В 50 Гц достаточно часто присутствуют опасные для бытовой аппаратуры высоковольтные (свыше 400 В) импульсы напряжения длительностью от десятых долей микросекунды до единиц миллисекунд [7.1].

Для защиты радиоэлектронного оборудования от токовых перегрузок используют плавкие и тепловые предохранители с использованием биметалла или элементов с памятью формы, а также полупроводниковые предохранители с самовосстановлением, см. главу 7.

Неплановое или несанкционированное отключение источника электрической энергии может повлечь для сложнотехнических систем, радиоэлектронного бытового и производственного оборудования катастрофические последствия.

Для резервирования питания ответственных энергопотребителей используют параллельное соединение нескольких источников питания, исключая при этом взаимное влияние одного источника на другой. | При повреждении или отключении одного из нескольких питающих устройств нагрузка автоматически и без разрыва цепи питания подключится к источнику питания, напряжение которого выше остальных.

В технике электропитания зачастую является актуальным выполнение тех или иных функций даже в случае возникновения аварийных ситуаций. К задачам такого рода относятся, например, поддержание освещенности в помещениях пультов управления сложным техническим оборудованием, сохранение постоянным тока нагрузки цепей питания ряда источников питания и т.д.

Аварийные ситуации при работе радиоэлектронного, да и любого другого оборудования, чаще всего возникают при переходных процессах, когда происходят резкие изменения состояния системы. По статистике наиболее часто повреждение оборудования происходит при его включении или выключении.

Для восстановления работоспособности аккумуляторов (многократно заряжаемых гальванических элементов, основанных на обратимом преобразовании электрической энергии в химическую и наоборот) используют специальные зарядные устройства, позволяющие "закачать" в разряженный аккумулятор очередную порцию энергии.

Один из наиболее простых способов зарядки серебряно-цинковых элементов типа СЦ-21 описан в работе [14.1]. Для этого параллельно соединяют элемент типа 373 ("Орион-М") и восстанавливаемый элемент СЦ-21 (рис. 14.1). До зарядки напряжение на СЦ-21 составляло около 1.5 В.

Зарядное устройство с сетевым питанием (рис. 15.1) предназначено для подзаряда элементов СЦ-21 током 2.5…3 мА (время заряда 8…10 часов) или элементов РЦ-31 током 6…8 мА [15.1]. | Максимальное значение зарядного тока определяется емкостью гасящего конденсатора С1 и составляет 16 мА, его можно уменьшить резистором R1.

Простейшее зарядное устройство для автомобильных, тракторных и мотоциклетных аккумуляторных батарей обычно состоит из понижающего трансформатора и подключенного к его вторичной обмотке выпрямителя. Последовательно с батареей включают регулятор тока – мощный проволочный реостат, транзисторный или тиристорный стабилизатор тока.

Прогноз характера поведения элементов питания при эксплуатации радиоэлектронных устройств позволяет правильно оценить оптимальный срок использования комплекта батарей, предупредить возможный или внезапный отказ техники, обосновать выбор элементов питания в проектируемых устройствах [17.1].

Работы, сопряженные с использованием для питания радиоэлектронных и иных устройств электрической сети напряжением 220 В, особенно если речь идет о бестрансформаторных источниках питания, являются исключительно опасными.