Решение о изготовление данного устройства было принято автором после того, как один его знакомый лишился кучи электроприборов в следствии неисправности электросети, когда напряжение возросло до 380В. Но сначала необходимо составить список того, каким функционалом должно обладать устройство, итак:
— выключать нагрузку в случае отклонения напряжения от заданного (как в сторону повышения, так и в сторону понижения);
— не включать нагрузку повторно, т.е. после устранения причины срабатывания;
— сохранять работоспособность даже при повышении напряжения до 380В;
— иметь визуальную индикацию того, что напряжение находится в безопасном пределе.
Одновибратор, собранный на транзисторах VT1 и VT2, гарантирует надежность срабатывания устройства, даже в случае кратковременного превышения допустимого напряжения. Вырабатываемый одновибратором импульс, длительность которого больше времени отпускания реле К1, он закрывает транзистор VT3, в коллекторной цепи которого находится обмотка реле. В устройстве так же присутствуют помехоподавляющие конденсаторы С1 и С2, выключатель SA1, розетка Х2 для не отключаемой нагрузки. Через резисторы R9 и R16 конденсаторы СЗ, С4, С7 разряжаются после отключения от сети. Стабилитрон VD8 и резистор R11 служат для ограничения напряжение питания одновибратора и фотодиода оптрона U1 до значения, которое безопасного для последнего. Резистор R2 обеспечивает срабатывание защиты в том случае, если выйдет из строя светодиод HL2, из-за значительного повышения сетевого напряжения.
Реле в данном устройстве работает при напряжении на обмотке, очень близком к напряжению отпускания. В данных условиях сопротивление его замкнутых контактов, может достигать 0,5 Ом, в связи с этим, для облегчения теплового режима, все контактные группы у реле соединяются параллельно.
С элементами, номинал которых указан на схеме, полуавтомат срабатывает при повышении или понижении напряжения в сети примерно на 10%. Но, учитывая широкий разброс напряжения отпускания реле, напряжения стабилизации стабилитронов VD1-VD3, коэффициента передачи тока оптрона, верхний и нижний пороги срабатывания устройства, желательно проверить и возможно отрегулировать работу устройства.
Для этого необходимо с помощью регулируемого автотрансформатора установить напряжение на входе устройства 220В и убедившись, что реле K1 срабатывает при нажатии кнопки SB1 и остается в этом состоянии после ее отпускания. Если же этого не происходит, увеличивают емкость конденсатора С7. Далее уменьшая входное напряжение до отпускания реле K1, определяют нижний порог срабатывания. В том случае, если оно отличается от желаемого, то изменяют емкость конденсаторов СЗ и C4.
Верхний же порог срабатывания, проверяют увеличивая напряжение до тех пор, пока не загорится светодиод HL2 и не сработает реле K1. Это должно произойти при напряжении 240…250В. Порог срабатывания в небольших пределах можно регулировать резистором R5. Если необходимо более существенное изменение срабатывания, то необходимо заменить стабилитроны VD1-VD3, на другие, с иным напряжением стабилизации.
Если под рукой не оказалось автотрансформатора, то возможно выполнить настройку по другой методике. Устанавливая нижний порог срабатывания уменьшают емкость конденсаторов СЗ и С4, пока при номинальном напряжении реле K1 не отключит нагрузку сразу после отпускания кнопки SB1, а затем увеличивают их суммарную емкость на 10…20%. Оптимальнее всего сделать это подключив параллельно имеющимся, еще один конденсатор соответствующей емкости. Убедиться в правильном выборе емкости можно, измерив напряжение на конденсаторе С8.
Далее, кратковременно подключая параллельно одному из стабилитронов VD2, VD3 включенного устройства другой с меньшим на 30…50В напряжением стабилизации, убеждаются, что защита срабатывает. Последнюю операцию (впрочем, как и остальные) следует производить с осторожностью, не забывая о наличии на всех элементах сетевого напряжения, опасного для жизни.
Если правильность функционирования оптрона, одновибратора и управляющего реле транзистора вызывает сомнение, то их проверяют, удалив один из стабилитронов VD1-VD3 и отключив правый (по схеме) вывод резистора RЗ от диодного моста VD4-VD7. В цепь светодиода оптрона U1 подают одиночные импульсы тока амплитудой 2…5 мА и длительностью примерно 1 мс. Регулировкой подстроечного резистора R5 добиваются, чтобы сработавшее в результате нажатия на кнопку SB1 реле К1 после подачи такого импульса отпускало якорь. Если этого не происходит, необходимо проверить исправность элементов устройства и длительность генерируемого одновибратором импульса.
Для подачи импульсов на оптрон можно разряжать через цепь R3 — светодиод U1 конденсатор емкостью 1…5 мкФ, предварительно заряженный до напряжения 9 В.
