Сетевой фильтр "x-pro"
Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к электросетевым приборам, предназначенным для защиты аппаратуры (теле-, радио- видео и т.д.) от импульсных перенапряжений и выбросов тока, высокочастотных помех, а также динамических искажений напряжения питающих электросетей. Требуемый технический результат, заключающийся в расширении функциональных возможностей и повышении качества защиты нагрузки, достигается в устройстве, содержащем блок токовой защиты, блок защиты от высокочастотных помех, блок управления электропитанием, блок термозащиты, блок защиты от импульсных помех, блок коммутации, блок штепсельных разъемов, измеритель напряжения сети, синхронизатор, блок индикации, микроконтроллер, блок измерения тока нагрузки и коммутатор управляемой группы розеток, при этом, блок штепсельных разъемов, выполнен в виде управляемой группы разъемов, неуправляемой группы и управляющего разъема. 1 ил.
Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к электросетевым приборам - сетевым фильтрам, предназначенным для защиты аппаратуры (теле-, радио-, видео и т.д.) от импульсных перенапряжений и выбросов тока, высокочастотных помех, а также динамических искажений напряжения питающих электросетей.
Известно устройство, содержащее LC-фильтр, полупроводниковые ограничители напряжения и устройства контроля и индикации исправности полупроводниковых ограничителей напряжения [RU 2214036, С2, Н03Н 7/09, 10.10.2003].
Недостатком устройства являются относительно узкие функциональные возможности.
Известно также устройство, содержащее катушки индуктивности на ферромагнитных сердечниках, включенные в разрыв линейных проводов, и конденсаторы, связывающие линейные провода между собой и с шиной заземления, при этом, катушки индуктивности зашунтированы ключевыми резистивными двухполюсниками [RU 81858, U1, Н03Н 7/09, 27.03.2009].
Недостатком устройства также являются относительно узкие функциональные возможности.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство, содержащее вторичный источник питания, нагрузку, выходной фильтр, предназначенный для защиты от высокочастотных помех, схему защиты от перенапряжения и короткого замыкания, предназначенную для токовой защиты и состоящую из системы управления, узла контроля выходного тока, а также транзисторного быстродействующего ключа, при этом, система управления первым входом соединена с источником вторичного питания, вторым входом с узлом контроля сетевого напряжения, третьим входом с узлом контроля выходного тока и связана с транзисторным быстродействующим ключом, который, в свою очередь, первым входом соединен с источником вторичного питания и узлом контроля сетевого напряжения, а выход транзисторного ключа соединен с выходным фильтром и узлом контроля выходного тока [RU 59922, U1, H03H 7/09, 27.12.2006].
Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно узкие функциональные возможности, что обусловливает относительно низкое качество защиты от нежелательных изменений параметров питающего напряжения.
Требуемый технический результат заключается в расширении функциональных возможностей и повышении качества защиты.
Требуемый технический результат достигается тем, что, в сетевой фильтр, содержащий блок токовой защиты и блок защиты от высокочастотых помех, введены блок управления электропитанием, вход которого является входом устройства, а выход соединен с входом блока токовой защиты, блок термозащиты, вход которого соединен с выходом блока токовой защиты, блок защиты от импульсных помех, вход которого соединен с выходом блока термозащиты, а первый выход соединен с входом блока защиты от высокочастотных помех, блок коммутации, сигнальный вход которого соединен с выходом блока защиты от высокочастотных помех, блок штепсельных разъемов, предназначенных для периферийных нагрузок, выход которого является выходом устройства, а первый вход соединен с выходом блока коммутации, измеритель напряжения сети и синхронизатор, входы которых объединены и соединены с выходом блока токовой защиты, блок индикации, первый вход которого соединен со вторым выходом блока защиты от импульсных помех, микроконтроллер для управления блоком штепсельных разъемов по уровню напряжения сети, первый и второй входы которого соединены с выходами, соответственно, синхронизатора и измерителя напряжения сети, первый выход микроконтроллера соединен с управляющим входом блока коммутации для отключения нагрузки при переходе напряжения сети через ноль, а второй выход соединен со вторым входом блока индикации, блок измерения тока нагрузки, вход которого соединен с выходом блока коммутации, первый выход соединен со вторым входом блока штепсельных разъемов, а второй выход соединен с третьим входом микроконтроллера, и коммутатор управляемой группы разъемов, первый вход которого соединен с выходом блока коммутации, второй вход соединен с третьим выходом микроконтроллера, а выход соединен с третьим входом блока штепсельных разъемов, выполненном в виде управляемой группы разъемов, вход которой является третьим входом блока штепсельных разъемов, неуправляемой группы разъемов, вход которой является первым входом блока штепсельных разъемов, и управляющего разъема, вход которого является вторым входом блока штепсельных разъемов.
На чертеже представлена общая функциональная схема сетевого фильтра.
Сетевой фильтр содержит блок 1 токовой защиты и блок 2 защиты от высокочастотых помех. Кроме того, сетевой фильтр содержит блок 3 управления электропитанием, вход которого является входом сетевого фильтра, а выход -соединен с входом блока 1 токовой защиты, блок 4 термозащиты, вход которого соединен с выходом блока 1 токовой защиты, блок 5 защиты от импульсных помех, вход которого соединен с выходом блока 4 термозащиты, а первый выход соединен с входом блока 2 защиты от высокочастотных помех
Сетевой фильтр содержит также блок 6 коммутации, сигнальный вход которого соединен с выходом блока 2 защиты от высокочастотных помех, блок 7 штепсельных разъемов, выход которого является выходом сетевого фильтра, а первый вход соединен с выходом блока 6 коммутации, измеритель 8 напряжения сети и синхронизатор 9, входы которых объединены и соединены с выходом блока 1 токовой защиты, блок индикации 10, первый вход которого соединен со вторым выходом блока 5 защиты от импульсных помех, а также микроконтроллер 11, первый и второй входы которого соединены, с выходами, соответственно, синхронизатора 8 и измерителя 9 напряжения сети, первый выход соединен с управляющим входом блока 6 коммутации, а второй выход соединен со вторым входом блока 10 индикации.
Кроме того, сетевой фильтр содержит блок 12 измерения тока нагрузки, вход которого соединен с выходом блока 6 коммутации, первый выход соединен со вторым входом блока 7 штепсельных разъемов, а второй выход соединен с третьим входом микроконтроллера 11, и коммутатор 13 управляемой группы разъемов, первый вход которого соединен с выходом блока 6 коммутации, второй вход соединен с третьим выходом микроконтроллера 11, а выход соединен с третьим входом блока 7 штепсельных разъемов, выполненном в виде управляемой группы 7-1 разъемов, вход которой является третьим входом блока 7 штепсельных разъемов, неуправляемой группы 7-2 разъемов, вход которой является первым входом блока 7 штепсельных разъемов, и управляющего разъема 7-3, вход которого является вторым входом блока 7 штепсельных разъемов.
Все блоки сетевого фильтра, представленные на его функциональной схеме, могут быть выполнены на стандартных низковольтных функциональных элементах электротехники и представленной ниже информации о их возможной конструкции и работе достаточно для их схемной реализации.
Работает сетевой фильтр следующим образом.
Через блок 3 управления электропитанием, который может быть выполнен в виде выключателя, на сетевой фильтр подается внешнее сетевой напряжение, обычно 220 В.
Блок 1 токовой защиты, который может быть выполнен на плавких предохранителях, обеспечивает защиту сетевого фильтра и, следовательно, его нагрузку, от недопустимых по амплитуде токов.
Блок 4 термозащиты, который может быть выполнен на стандартных термопредохранителях, обеспечивает защиту от перенагрева сетевого фильтра и, следовательно, возможных недопустимых параметрах токов и напряжений, подающихся в нагрузку.
Блок 5 защиты от импульсных помех может быть выполнен в виде стандартного ограничителя напряжения, а блок 2 защиты от высокочастотных помех - в виде фильтра высоких частот. Эти блоки осуществляет защиту нагрузки от импульсных и высокочастотных помех, которые могут возникнуть в сети.
Блок 6 коммутации, который может быть выполнен в виде электромагнитного реле, осуществляет отключение блока 7 штепсельных разъемов и, следовательно, нагрузки при опасных отклонениях напряжения, которые не ограничиваются блоком 5 защиты от импульсных помех.
Блок 7 штепсельных разъемов, обеспечивает подключение выходного напряжения к нагрузке.
Блок 6 коммутации управляется микронтроллером 11 на основе информации об уровне сетевого напряжения от измерителя 9 напряжения сети и моментов перехода напряжения сети через ноль, что фиксируется синхронизатором 8, который может быть выполнен в виде индикатора нуля. При отклонениях напряжения опасных для нагрузки по сигналу микроконтроллера 11 блок 6 коммутации осуществляет отключение нагрузки в оптимальный момент времени (при переходе напряжения сети через ноль).
Блок 10 индикации может быть выполнен в виде индикатора, что позволяет осуществлять контроль исправности сетевого фильтра. В частности, сигнал измерителя 9 о величине входного напряжения сети, позволяет через контроллер 11 формировать сигнал для соответствующего индикатора блока 10, сигнализирующего о напряжении близком к номинальному или о его выходе за допустимые пределы. Кроме того, сигнал на соответствующий индикатор блока 10 индикации подается и с выхода блока 4 защиты от импульсных помех, что также позволяет осуществлять контроль исправности сетевого фильтра и состояние коммутатора 6 по дополнительной информации.
Кроме того, штепсельные разъемы (розетки) разделяются на управляемую группу 7-1 разъемов, неуправляемую группу 7-2 разъемов и управляющего разъема 7-3, а сетевой фильтр имеет в своем составе коммутатор 13 управляемой группы разъемов, предназначенных для периферийных нагрузок, и блок 12 измерения тока нагрузки, осуществляющий измерение тока управляющего разъема 7-3.
При включении нагрузки в управляющей разъем 7-3 блок коммутации 6 автоматически подключит управляемую группу 7-1 разъемов.
Блок 12 измерения тока нагрузки осуществляет измерение тока управляющего разъема 7-3 и служит для передачи информации в микроконтроллер 11 о включении нагрузки. Этой и указанной выше информации о работе микроконтроллера 11 достаточно для его проектирования.
Таким образом, благодаря усовершенствованию известного устройства, обеспечивается расширение функциональных возможностей сетевого фильтра, поскольку помимо токовой защиты и защиты от сетевых помех, предложенное техническое решение обеспечивает защиту от длительного отклонения напряжения, а также индикацию уровня напряжения. Кроме того, предложенные варианты выполнения сетевого фильтра обеспечивают управление электропитанием периферийных нагрузок. Все эти усовершенствования позволяют обеспечить не только расширение функциональных возможностей, но и повышение качества защиты нагрузки и удобство применения сетевого фильтра.
Сетевой фильтр, содержащий блок токовой защиты и блок защиты от высокочастотых помех, отличающийся тем, что введены блок управления электропитанием, вход которого является входом устройства, а выход соединен с входом блока токовой защиты, блок термозащиты, вход которого соединен с выходом блока токовой защиты, блок защиты от импульсных помех, вход которого соединен с выходом блока термозащиты, а первый выход соединен с входом блока защиты от высокочастотных помех, блок коммутации, сигнальный вход которого соединен с выходом блока защиты от высокочастотных помех, блок штепсельных разъемов, предназначенных для периферийных нагрузок, выход которого является выходом устройства, а первый вход соединен с выходом блока коммутации, измеритель напряжения сети и синхронизатор, входы которых объединены и соединены с выходом блока токовой защиты, блок индикации, первый вход которого соединен со вторым выходом блока защиты от импульсных помех, микроконтроллер для управления блоком штепсельных разъемов по уровню напряжения сети, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно синхронизатора и измерителя напряжения сети, первый выход микроконтроллера соединен с управляющим входом блока коммутации для отключения нагрузки при переходе напряжения сети через ноль, а второй выход соединен со вторым входом блока индикации, блок измерения тока нагрузки, вход которого соединен с выходом блока коммутации, первый выход соединен со вторым входом блока штепсельных разъемов, а второй выход соединен с третьим входом микроконтроллера, и коммутатор управляемой группы разъемов, первый вход которого соединен с выходом блока коммутации, второй вход соединен с третьим выходом микроконтроллера, а выход соединен с третьим входом блока штепсельных разъемов, выполненным в виде управляемой группы разъемов, вход которой является третьим входом блока штепсельных разъемов, неуправляемой группы разъемов, вход которой является первым входом блока штепсельных разъемов, и управляющего разъема, вход которого является вторым входом блока штепсельных разъемов.
