Ochrana importovaného transceivera pred prepätím. Zariadenie na ochranu vysielača a prijímača

Sú chvíle, keď transceivery zlyhajú v dôsledku nesprávneho pripojenia k zdroju napájania alebo náhleho zvýšenia napätia. Navrhované zariadenie pomôže chrániť zariadenie v týchto prípadoch.

Štatistiky opráv zariadení transceiverov ukazujú, že až 30 % porúch je spôsobených výpadkami napájania. Typické havarijné stavy zahŕňajú nadmerné napájacie napätie (prepätie) a nedodržanie jeho polarity (prepólovanie). Niektorým užívateľom sa podarí nejakým záhadne nepochopiteľným spôsobom vytvoriť kombináciu týchto situácií. Treba zdôrazniť, že zraniteľnosť rádiostanice sa dramaticky zvyšuje, ak sa použije neštandardná (aj podomácky vyrobená) poistka a zdroj energie s neprimerane veľkou prúdovou rezervou.

V takýchto prípadoch sa vnútorná ochrana transceivera ukazuje ako neúčinná a následky nehôd sa stávajú veľmi vážnymi a niekedy až katastrofálnymi. Nevyhnutné hromadné zlyhanie drahých a nedostatkových komponentov spôsobuje, že obnova „zabitého“ transceivera je nerentabilná. V prípade nehôd

K núdzovým situáciám dochádza za nasledujúcich okolností: nešikovné počínanie začínajúceho užívateľa, náhodná chyba alebo nedbanlivosť vyškoleného operátora, úmyselné poškodenie neoprávnenou osobou, technická porucha napájacieho systému. Žiaľ, žiadny majiteľ rozhlasovej stanice nie je voči takýmto rizikám imúnny. Preto vznikla myšlienka vyvinúť zariadenie na spoľahlivú ochranu transceivera v núdzových situáciách.

Zariadenie blokuje napájanie rádiostanice pri príjme abnormálneho napätia v rozsahu od -50 do +50 V. Má aj ďalšie užitočné vlastnosti, napríklad nevytvára pokles napätia v napájacom obvode transceivera, napr. a tiež nevyžaduje povinné používanie poistky. Čo sa týka rýchlosti ochrany, nie je horšia ako 2 ms a závisí od charakteru mimoriadnej udalosti.

Schéma ochranného zariadenia je znázornená na obr. 1.

Keď na vstup zariadenia príde napätie s kladnou polaritou s úrovňou menšou ako 10V, obvodom VD1R1K1VT1 preteká prúd, ktorý však nestačí na ovládanie relé K1.

Pri vstupnom napätí 10 ... 15V sa relé aktivuje a napája transceiver.

Ak počas prevádzky napätie presiahne 15 V, potom zenerova dióda VD2 začne viesť prúd, ktorý otvorí tyristor VS1. Napätie na anóde tyristora klesne, tranzistor VT1 sa uzavrie a vinutie relé K1 bude bez napätia.

Keďže nie je ničím premostený, k uvoľneniu kontaktov relé dôjde v minimálnom čase (v skutočnosti 0,5...2 ms). V dôsledku toho bude transceiver odpojený od zdroja zvýšeného napätia.

Zenerova dióda VD3, ktorej použitie je voliteľné, preruší krátke prepätie, ktoré je možné pri veľmi vysokej rýchlosti nárastu napätia.

V prípade, že núdzové vysoké napätie príde na vstup zariadenia náhle z nulovej úrovne, potom sa k transceiveru nedostane vôbec, pretože elektronická "západka" VD2VS1VT1 bude reagovať o niekoľko rádov rýchlejšie ako relé K1. čas na prevádzku. V prípade prepólovania sa do transceivera nebude privádzať ani záporné napätie polarity, pretože relé nebude fungovať kvôli dióde VD1, ktorá bude uzavretá spätným napätím.

Po núdzovej činnosti ochrany sa návrat do pôvodného stavu vykoná krátkym odpojením vstupného napätia.

Boli vyrobené dve verzie dizajnu zariadenia. V prvom z nich sú časti zariadenia namontované vo vnútri krytu relé K1, ktorý sa používa ako relé KUTs-1.

(pas RA.362.900) z farebných televízorov domácej výroby. Má odpor vinutia 560 Ohm a pracuje pri napätí cca 5 V. Celkové rozmery zariadenia (45x45x15mm) umožňujú jeho umiestnenie vo vnútri transceivera alebo vonku na kryte.

Ďalšia možnosť je veľmi výhodná v plastovej valcovej nádobe z fotografického filmu. Nádoba má priemer 30 a dĺžku 50 mm. Hotový výrobok je naplnený epoxidovou zmesou a inštalovaný v prerušení napájacieho kábla transceivera (podobne ako filter impulzného šumu). Tu sa používa kompaktnejšie relé RES47 (pas RF4.500.409) s odporom vinutia 175 ohmov. V tomto prípade musí mať odpor R1 odpor 110 ohmov. Vhodné sú aj akékoľvek iné relé, ktoré pracujú pri napätí 5 ... 6 V a sú schopné spínať prúd minimálne 3 A (napríklad relé TTI série TRC).

Tranzistor VT1 je možné nahradiť aktuálnymi kľúčmi radu KR1014, KR1064 s indexmi A, B alebo ich analógmi ZVN2120, VN2410. Namiesto diódy VD1 je vhodná akákoľvek iná s dopredným prúdom najmenej 0,3 A a spätným napätím najmenej 400 V, napríklad KD209A. Zenerova dióda VD2 môže byť nahradená D814 alebo KS515A. Tyristor VS1 môže byť s indexmi E-I a je žiaduce použiť vzorky vybrané pre maximálnu citlivosť.

Zostavenie zariadenia začína výberom odporu R1. dosiahnutie chodu relé pri vstupnom napätí 9,5 ... 10 V. Potom pomaly a plynulo zvyšujte napätie a uistite sa, že relé uvoľňuje pri 14,5 ... 15 V. V prípade potreby je možné zmeniť vypínacie napätie výberom zenerovej diódy VD2 .

Autor testoval transceiver ALAN-78 PLUS CB vybavený navrhovaným ochranným zariadením. Skúšobný postup simuloval sériu najnebezpečnejších nehôd, konkrétne kombináciu prepólovania a prepätia. Okrem toho bol zámerne zavedený faktor zhoršujúci nehodu - namiesto bežnej poistky s nominálnou hodnotou 2A bola nainštalovaná prepojka s hrubým drôtom. Za normálnych podmienok takáto, dalo by sa povedať, „nezákonnosť“ zaručuje rozsiahle a nezvratné zničenie elektronických prvkov akéhokoľvek transceivera.

Počas testov bolo zariadenie opakovane pripojené k zdrojom prúdu (zdroje PS-30, B5-48, B5-71, transformátor OSM-220/36 V), ktoré mali parametre: -13,8V (32 A); +16 V (10 A);-16 V (10 A); + 30 V (10 A); -30 V (10 A); -36 V (50 Hz, 5 A); +50 V (2 A);

Každé testovacie napätie bolo aplikované na transceiver automaticky pomocou softvérového zariadenia pracujúceho podľa cyklogramu uvedeného v tabuľke.

Rozšírený testovací režim umožnil simulovať havarijné situácie rôzneho trvania a popri tom kontrolovať stabilitu ochrany proti prechodovým javom.

Ak sa každá skutočnosť privedenia abnormálneho napätia na transceiver považuje za núdzovú situáciu, potom je ľahké vypočítať, že ich celkový počet bol 688. Napriek tomu

Pri riadiacom napájaní menovitého napätia (+13,2 V) sa prístroj zapol a ukázal plný výkon. Tento výsledok testu svedčí o spoľahlivosti zariadenia a umožňuje ho klasifikovať ako „odolný voči hlúpostiam“.

Ak je zariadenie o niečo zložitejšie, môže poskytnúť dodatočnú ochranu odberu prúdu a proti núdzovému zvýšeniu RF napätia na kolektore výstupného tranzistora vysielača. Takéto zvýšenie je možné pri nesúlade dráhy antény-napájača alebo budenia koncového stupňa.

Schéma tejto možnosti je znázornená na obr. 2.

Prúdová ochrana (preťaženie a skrat) sa vykonáva pomocou jazýčkového spínača SF1, na ktorom je umiestnená cievka L1.

Keď sa prúd spotrebovaný transceiverom zvýši nad nastavenú hodnotu, elektromagnetické pole cievky bude dostatočné na uzavretie magneticky ovládaného kontaktu.

Keďže jazýčkový spínač je zapojený paralelne so zenerovou diódou VD2, dôjde k núdzovému vypnutiu zariadenia podobne ako v prípade prepätia.

Prvky VT2: C1. R4, VD4 tvoria zónu dočasnej necitlivosti ochrany voči nárazovému prúdu, ku ktorému dochádza v okamihu zapnutia transceivera.

Pre rádiostanicu ALAN-78PLUS je tento čas 22 ms a je možné ho upraviť voľbou kondenzátora C1. Pri práci so zariadením (obr. 2) musíte najskôr zapnúť transceiver a potom prepínač SA1.

Nastavenie prúdovej ochrany na úroveň 2

Pri nesprávnom zaťažení (napríklad pri prerušení dráhy antény a napájača) sa zvyšuje RF napätie na kolektore výstupného tranzistora vysielača, čo je spojené s poruchou jeho prechodov. V tomto prípade však začne zenerova dióda VD5

riadiť prúd, ktorý otvára tranzistor VT3. Kladné napätie z kolektora tranzistora sa privádza do riadiacej elektródy tyristora VS1. Zariadenie sa potom vypne rovnakým spôsobom ako pri iných núdzových situáciách.

Rezistor R7 je zvolený tak, že sa transceiver vypne, keď vysielač pracuje na anténe ekvivalentnej 150 ohmov, čo zodpovedá SWR-3.

Emitorový prechod tranzistora VT2 (pozri obr. 2) je nutné premostiť rezistorom s odporom cca 10 kOhm.

ZARIADENIE NA OCHRANU VYSIELAČA

Skrátená verzia článku

Zdroj: Radio magazine, 2002, č. 5, s. 66

Štatistiky opráv zariadení transceiverov ukazujú, že až 30 % porúch je spôsobených výpadkami napájania. Typické havarijné stavy zahŕňajú nadmerné napájacie napätie (prepätie) a nedodržanie jeho polarity (prepólovanie). Niektorým užívateľom sa podarí nejakým záhadne nepochopiteľným spôsobom vytvoriť kombináciu týchto situácií. Treba zdôrazniť, že zraniteľnosť rádiostanice sa dramaticky zvyšuje, ak sa použije neštandardná (aj podomácky vyrobená) poistka a zdroj s neprimerane veľkou prúdovou rezervou.

V takýchto prípadoch sa vnútorná ochrana transceivera ukazuje ako neúčinná a následky nehôd sa stávajú veľmi vážnymi a niekedy až katastrofálnymi. Nevyhnutné masívne zlyhanie drahých a nedostatkových komponentov spôsobuje, že obnova „zabitého“ transceivera je nerentabilná. Pri haváriách sa v prvom rade poškodia rôzne polovodičové zariadenia - diódy, tranzistory, integrované obvody. Môžu sa zmeniť ich charakteristiky, môže dôjsť k rozpadu alebo zlomeniu prechodov, termomechanickej deštrukcii puzdra. Zlyhajú odpory, produkty vinutia, podsvietenie. Môže dôjsť k opuchu alebo výbuchu oxidových kondenzátorov, delaminácii a vyhoreniu tlačených vodičov, zuhoľnateniu častí dosky, deformácii termoplastických častí. Celá zbierka nepodarkov je prevzatá z praxe.

K núdzovým situáciám dochádza za nasledujúcich okolností: nešikovné konanie začínajúceho používateľa, náhodná chyba alebo nedbanlivosť skúseného operátora, úmyselné poškodenie neoprávnenou osobou, technická porucha napájacieho systému. Ako vidíte, nejeden majiteľ rozhlasovej stanice je poistený proti takýmto rizikám. Preto vznikla myšlienka vyvinúť zariadenie na spoľahlivú ochranu transceivera v núdzových situáciách.

Zariadenie blokuje napájanie rádiostanice pri príjme abnormálneho napätia v rozsahu od -50 do +50 V. Má aj ďalšie užitočné vlastnosti, napríklad nevytvára pokles napätia v napájacom obvode transceivera, napr. a tiež nevyžaduje povinné používanie poistky. Čo sa týka rýchlosti ochrany, nepresahuje 2 ms a závisí od charakteru mimoriadnej udalosti.

Schéma ochranného zariadenia je znázornená na ryža. 1. Keď na vstup zariadenia príde napätie s kladnou polaritou s úrovňou menšou ako 10V, obvodom VD1R1R1VT1 preteká prúd, ktorý však nestačí na ovládanie relé K1. Pri vstupnom napätí 10…15 V sa relé aktivuje a napája transceiver.

Ak počas prevádzky napätie presiahne 15 V, potom zenerova dióda VT1 začne viesť prúd, ktorý otvorí tyristor VS1. Napätie na anóde tyristora klesne, tranzistor VT1 sa uzavrie a vinutie relé K1 bude bez napätia. Keďže nie je ničím posunutý, uvoľnenie kontaktov relé nastane v minimálnom čase (v skutočnosti 0,5 ... 2 ms). V dôsledku toho bude transceiver odpojený od zdroja zvýšeného napätia. Zenerova dióda VD3, ktorej použitie je voliteľné, preruší krátke prepätie, ktoré je možné pri veľmi vysokej rýchlosti nárastu napätia.

V prípade, že núdzové vysoké napätie príde na vstup zariadenia náhle z nulovej úrovne, potom sa k transceiveru vôbec nedostane, pretože elektronická „západka“ VD2VS1VT1 bude reagovať o niekoľko rádov rýchlejšie ako relé K1 má čas. prevádzkovať. V prípade prepólovania sa do transceivera nebude privádzať ani záporné napätie polarity, pretože relé nebude fungovať kvôli dióde VD1, ktorá bude uzavretá spätným napätím.

Po núdzovej činnosti ochrany sa návrat do pôvodného stavu vykoná krátkym odpojením vstupného napätia.

Boli vyrobené dve verzie dizajnu zariadenia. V prvom z nich sú detaily zariadenia namontované vo vnútri reléového puzdra K1, ktoré sa používa ako relé KUTs-1 (pas RA.362.900) z domácich farebných televízorov. Má odpor vinutia 560 ohmov a pracuje pri napätí cca 5 V. Celkové rozmery zariadenia (45x45x15 mm) umožňujú jeho umiestnenie vo vnútri transceivera alebo vonku na kryte.

Ďalšia možnosť je tiež veľmi pohodlná - v plastovom valcovom obale z fotografického filmu s priemerom 30 a dĺžkou 50 mm. Hotový výrobok je naplnený epoxidovou zmesou a inštalovaný v prerušení napájacieho kábla transceivera (podobne ako filter impulzného šumu). Tu sa používa kompaktnejšie relé RES47 (pas RF4.500.409) s odporom vinutia 175 ohmov. V tomto prípade musí mať odpor R1 odpor 110 ohmov. Akékoľvek iné malé relé, ktoré pracujú pri napätí 5 ... 6 V a sú schopné spínať prúd najmenej 3 A, sú tiež vhodné (napríklad relé TTI série TRC).

Tranzistor VT1 je možné nahradiť aktuálnymi kľúčmi radu KR1014, KR1064 s indexmi A, B alebo ich analógmi ZVN2120, VN2410. Namiesto diódy VD1 je vhodná akákoľvek iná s dopredným prúdom najmenej 0,3 A a spätným napätím najmenej 400 V, napríklad KD209A. Zenerova dióda VD2 môže byť nahradená D814 alebo KS515A. Tyristor VS1 môže byť s indexmi E-I a je žiaduce použiť vzorky vybrané pre maximálnu citlivosť.

Nastavenie zariadenia začína výberom odporu R1, čím sa dosiahne činnosť relé pri napätí 9,5 ... 10 V. Potom pomaly a plynulo zvyšujte napätie a uistite sa, že relé uvoľňuje pri 14,5 ... 15,0 V. V prípade potreby je možné medzné napätie zmeniť výberom zenerovej diódy VD2.

Autor sa odvážil otestovať CB transceiver Alan 78 Plus, vybavený ochranným zariadením. Skúšobný postup simuloval sériu najnebezpečnejších nehôd, konkrétne kombináciu prepólovania a prepätia. Okrem toho bol zámerne zavedený faktor zhoršujúci nehodu - namiesto bežnej poistky s nominálnou hodnotou 2 A bol nainštalovaný hrubý drôtený mostík. V reálnych podmienkach takáto, dalo by sa povedať „nezákonnosť“ zaručuje rozsiahle a nezvratné zničenie elektronických súčiastok akéhokoľvek transceivera.

Počas testov bolo zariadenie opakovane pripojené k zdrojom prúdu - napájacie zdroje PS-30, B5-48, B5-71 a transformátor OSM-220/36, ktoré mali nasledovné výstupné parametre:

13,8V (32A), +16V (10A), -16V (10A), +30V (10A), -30V (10A), +50V (2A), -50V (2A), ~36V (50Hz) , 5 A).

Každé testovacie napätie bolo privedené na transceiver automaticky pomocou softvérového zariadenia pracujúceho podľa cyklogramu zobrazeného v tabuľky.

Rozšírený testovací režim umožnil simulovať havarijné situácie rôzneho trvania a popri tom kontrolovať stabilitu ochrany proti prechodovým javom. Ak sa každá skutočnosť privedenia abnormálneho napätia na transceiver považuje za núdzovú situáciu, potom je ľahké vypočítať, že ich celkový počet bol 688. Napriek tomu takýto zdrvujúci účinok nespôsobil rádiostanici žiadnu škodu. Pri riadiacom napájaní menovitého napätia (+13,2 V) sa prístroj zapol a ukázal plný výkon. Tento výsledok testu svedčí o spoľahlivosti zariadenia a umožňuje ho klasifikovať ako „odolný voči hlúpostiam“.

Ak je zariadenie o niečo zložitejšie, môže poskytnúť dodatočnú ochranu odberu prúdu a proti núdzovému zvýšeniu RF napätia na kolektore výstupného tranzistora vysielača. K takémuto zvýšeniu dochádza vtedy, keď je dráha antény-napájača nesprávne prispôsobená alebo je vybudený koncový stupeň.

Schéma tejto možnosti je znázornená na ryža. 2. Prúdová ochrana (preťaženie, skrat) sa vykonáva pomocou prúdového snímača - jazýčkového spínača SF1 s cievkou L1 umiestnenou na ňom. So zvýšením prúdu spotrebovaného transceiverom nad nastavenú hodnotu sa elektromagnetické pole cievky stane dostatočným na uzavretie magneticky ovládaného kontaktu.

Keďže jazýčkový spínač je zapojený paralelne so zenerovou diódou VD2, dôjde k núdzovému vypnutiu zariadenia podobne ako v prípade prepätia. Prvky VT2, C1, R4, VD4 tvoria zónu dočasnej necitlivosti ochrany voči nárazovému prúdu, ku ktorému dochádza v okamihu zapnutia transceivera. Pre Alan 78 Plus je tento čas asi 22 ms a dá sa upraviť výberom kondenzátora C1.

Pri práci so zariadením musíte najskôr zapnúť transceiver a potom prepínač SA1.

Nastavenie prúdovej ochrany na úroveň 2 ... 3 A je zredukované na výber počtu závitov cievky L1, pozostávajúcej zo 4 ... 8 závitov drôtu PEL 0,5 (približne) a jeho pohyb pozdĺž jazýčkového spínača ( jemne) s následnou fixáciou tavným lepidlom.

Pri nesprávnom zaťažení (napríklad pri prerušení dráhy antény a napájača) sa zvyšuje RF napätie na kolektore výstupného tranzistora vysielača, čo je spojené s poruchou jeho prechodov. V tomto prípade však zenerova dióda VD5 začne viesť prúd, ktorý otvorí tranzistor VT3. Kladné napätie z kolektora tranzistora sa privádza na riadiacu elektródu tyristora VS1 a zariadenie sa vypína podobne ako pri iných núdzových situáciách.

Rezistor R7 je zvolený tak, že sa transceiver vypne, keď vysielač pracuje na anténe ekvivalentnej 150 ohmov, čo zodpovedá SWR-3.

V prvom okruhu môjho BP-14v sa tranzistor prelomil a ochrana po fungovaní zachránila transceiver. Potom som PSU prerobil podľa schémy z Rozhlasového časopisu č.4 z roku 1992. Ochranný obvod používa 5-kolíkové automobilové relé v kovovom alebo plastovom puzdre (nepamätám si presný názov). Má pomerne silnú kontaktnú skupinu vyrobenú zo striebra. A relé-regulátor (ďalej len RR) z klasiky Zhiguli. Približne 6 x 6 cm, výška 1,5 cm, biela, s LED a tromi kolíkmi #15, 31 a 67.

A teraz k výrobným bodom:

1) Podľa schémy, keď je napájanie zapnuté, ochranné relé je neustále pod napätím. Keď sa ochrana spustí, vypne sa a vypne 14 V. z vysielača a prijímača a dodáva energiu do kontrolky alarmu s bzučiakom „Nehoda“.
2) PP je demontovaný z puzdra a je pripevnený k puzdru cez izolačné tesnenie pre chladič tranzistora. Puzdro môjho zdroja je zostavené z hliníkových plechov s hrúbkou 4 mm a je to veľký chladič pre tranzistory.
3) K puzdru je tiež pripevnené ochranné relé a spájkované podľa schémy.
4) A takto vyzerá rozobratý PP zozadu.
5) A moja malá revízia PP (ospravedlňujem sa za nekvalitnú fotku - musel som sa na to pozrieť bližšie). Spájkujeme jednu nohu zenerovej diódy prahu odozvy VD a sériovo s ňou spájkujeme ladiaci odpor 1,5 kΩ. Teraz môžeme upraviť prah ochrany. Mám to nastavené na 14,8V. RR pre prah je nakonfigurovaný samostatne na regulovanom PSU a už nakonfigurovaný je nainštalovaný v PSU vášho transceivera.

To je všetko. Dúfam, že moje skúsenosti sú pre vás užitočné. A ďakujem A. Pershinovi za nápad!

P.S. Posledných 7 obrázkov ilustruje inštaláciu ochrany v PSU, ktorý bol prerobený z 250 W počítačového PSU. Reléový regulátor používal nový typ s vylepšeným prahom spustenia ochrany. Tvorba.

informácie - http://ua3pbb.narod.ru