Навигация по сайту Моя кладовка

Софтстарт

 

В предыдущей статье рассказывалось о той пользе, которую можно получить, если использовать устройство плавного включения усилителя в сеть – софтстарт. Теперь пришла пора получить конкретную рабочую схему этого устройства.

На самом деле схем может быть много самых разных, одинаково хорошо работающих. Я приведу наиболее универсальную схему, имеющую автономное питание. Кроме выполнения своих функций софтстарта, устройство, выполненное по этой схеме, может снабжать питанием 12 вольт какую-нибудь маломощную нагрузку, например, устройство защиты колонок от постоянного напряжения. Эта схема хорошо отлажена – у меня по ней работает несколько устройств в течение многих лет, и все отлично работает.

Этот софтстарт ступенчатого действия – я доказал, что он не хуже, а даже лучше «плавного». Схема устройства показана на рисунке 1.


Софтстарт

Рис.1. Схема софтстарта.

Устройство подключается к сети, а сетевая обмотка трансформатора усилителя запитывается от него. Выключатель S1 – это сетевой выключатель усилителя. Предохранитель F1 получается общим и для усилителя, и для схемы софтстарта. Поэтому он должен быть рассчитан на соответствующий ток. Конденсатор С1 – помехоподавляющий. Термопредохранитель (или терморазмыкатель) FT выполняет защитные функции, и про него скажу позже. Токоограничительный резистор R1 мощностью 5 ватт, так что выдержит любую, даже очень неудобную нагрузку. Сама схема софтстарта питается от трансформатора Tr1, выпрямителя на диодном мосте Br1. Конденсатор С2 сглаживает пульсации напряжения. Резистор R2 – разрядный. Он служит для быстрого разряда конденсатора С2 при отключении питания или пропадании напряжения в сети. Это нужно, чтобы даже при кратковременном отключении питания софтстарт снова включался и давал выдержку времени. Если отключение усилителя от сети было кратковременным, то работа софтстарта не обязательна, но с ним запуск надежнее. Особенно это хорошо заметно при частых пропаданиях напряжения – тогда постоянно срабатывая, софтстарт реально защищает усилитель от перегрузок. Напряжение питания, равное примерно 12 вольтам, через делитель R3R4 заряжает времязадающий конденсатор С3. Напряжение с этого конденсатора поступает на затвор полевого транзистора VT1. Когда конденсатор зарядится примерно до напряжения примерно 3…4 вольта, транзистор откроется и включит реле К1. Реле своими контактами замкнет резистор R1 и подаст на усилитель полное, ничем не ограниченное питание. Диод VD1 защищает транзистор от ЭДС самоиндукции реле, т.к. его обмотка обладает большой индуктивностью. Светодиод HL1 служит для индикации (если нужно) окончания задержки включения усилителя софтстартом и начала нормальной его работы.

Для защиты от возможных неприятностей при авариях служит термопредохранитель (или терморазмыкатель) FT. Когда и какая авария может произойти? Например, в трансформаторе питания усилителя произошло короткое замыкание. При использовании софтстарта мы в первый момент включаем усилитель через балластный резистор. Величина тока, потребляемого от сети, получается небольшой, поэтому основной предохранитель не сгорает, и устройство от сети не отключается. А вдруг авария такова, что кроме короткого замыкания в трансформаторе, вышло из строя реле или само устройство софтстарта? Тогда нагрев балластного резистора будет очень сильным, и возможно возгорание чего-нибудь. Я в плане безопасности немного параноик и отношусь к ней очень серьезно: я видел полностью сгоревшие дома, когда причиной пожара была неисправность в электронном устройстве. Термопредохранитель FT размещается таким образом, чтобы он имел хороший тепловой контакт с токоограничительным резистором R1. Если этот резистор (в результате какой-нибудь неисправности) перегреется, то термопредхранитель сработает и отключит все устройство от сети. Термопредохранитель отличается от терморазмыкателя тем, что он одноразовый. А терморазмыкатель при нагреве размыкает цепь, а при остывании снова ее замыкает. Любое из этих устройств можно применять, оно должно быть рассчитано на ток в 1…3 ампера и иметь минимально возможную температуру срабатывания (60…80 градусов).

Напряжение питания устройства (оно составляет порядка 12 вольт) подается на выходной разъем, чтобы его можно было использовать для питания какой-нибудь другой схемы, потребляющей ток не более 50 мА. Резистор R5 служит для развязки цепей и его можно заменить перемычкой.

Конденсатор С1 – специальный конденсатор для фильтрации помех в электрической сети. Транзистор VT1 можно заменить практически любым аналогичным. Реле должно иметь напряжение срабатывания 12 вольт, ток обмотки 30…50 мА и контакты, рассчитанные на сетевое напряжение и ток не менее одного ампера если это два контакта, и на ток 2…3 ампера, если контакт один. Трансформатор Tr1 типа ТПГ2 на напряжение 12 вольт.

Ток первичной обмотки трансформатора усилителя ограничивается на уровне 1…2 ампера. Этого хватает практически для любого усилителя. Если все же нужно этот ток уменьшить, то увеличиваем сопротивление резистора R1 до ближайшего большего (200…240 ом) и увеличиваем выдержку времени – увеличиваем сопротивления резисторов R3 и R4 до 68…75 кОм (R3=R4).

Я обещал рассказать, как увеличить ресурс контактов реле, чтобы они меньше обгорали. Для этого используется реле с двумя группами контактов, а контакты включаются параллельно. При этом они не эквивалентны одному более мощному контакту. Дело в том, что даже одинаковые контакты замыкаются не одновременно. Один из них замыкается чуть-чуть раньше. Вот он и будет принимать на себя всю нагрузку по коммутации напряжения и тока. А второй контакт будет замыкаться и размыкаться «на холодную» - при практически нулевом напряжении. Т.е. обгорать вообще не будет. И он-то и будет создавать качественный и надежный контакт. И его ресурс будет максимальным.

Внешний вид устройства показан на рис. 2, а размещение деталей на рис. 3.

софтстарт

Рис. 2. Внешний вид платы софтстарта.

Рис. 3. Размещение деталей на плате софтстарта.

На рисунке 4 показано размещение терморазмыкателя. Он находится под резистором R1, и плотно прижимается к плате этим резистором (черные провода на плате – это провода терморазмыкателя). Между резистором и терморазмыкателем нанесена термопаста.


Рис. 4. Размещение терморазмыкателя на плате.

И еще немного про безопасность. Помните, что на плате присутствует высокое напряжение. Поэтому не должно быть возможности человеку дотрагиваться до деталей схемы, когда она работает. Расстояние от платы до других проводящих предметов (корпуса, разъемов, плат и проч.) должно быть не менее одного сантиметра. Если вы делаете плату самостоятельно, то печатные проводники со стороны сети надо покрыть несколькими слоями цапонлака (или чего-нибудь подобного, например краски), рис. 5. Это убережет от утечек по плате при ее неизбежном запылении. Такое защитное покрытие просто необходимо, если софтстарт будет эксплуатироваться во влажном или морском климате.

 

Рис. 5. Защитное покрытие печатных проводников, наодящихся под напряжением сети.

Печатную плату для устройства можно сделать самостоятельно – вот файл с платой. А можно приобрести промышленную плату, рис. 6.

softstart плата

Рис. 6. Промышленная плата софтстарта.

Успехов!


16.11.2018

 

Счетчик 

Яндекс.Метрика