При разработке различных устройств, управляющих мощной электросетевой нагрузкой, требуется несложное и достаточно надежное устройство выходного каскада и его управления. Желательно, чтобы такое устройство имело автоматическую установку в выключенное (или включенное) состояние нагрузки после перерыва в подаче электроэнергии, чтобы было логические входы на включение и выключение, светодиодная индикация режимов (включено / выключено), ручное непосредственное или дистанционное проводное управление.
Узел имеет три входа управления для подачи управляющих импульсов от внешней цифровой схемы ТТЛ или КМОП логики (при этом, нужно подавать Un на схему управления такое, каким питается внешняя логическая схема). Все входные импульсы отрицательные, а входы зашунтированы резисторами сопротивлением 10 кОм, снижающими возможность сбоев от помех если узел управления связан с внешней схемой длинным шлейфом.
При каждой подаче импульса на вход 4 происходит изменение состояния узла управления на противоположное (если нагрузка включена, то она выключается и наоборот). При подаче импульса на вход 5 происходит только включение нагрузки, а при подаче импульса на вывод 6 - только её выключение.
Кроме управления внешним логическим устройством возможно непосредственное управление при помощи кнопок S2 и S3 расположенных непосредственно на узле управления. Нажатие кнопки S2 приводит к выключению нагрузки, а нажатие S3 - к включению. Кнопки без фиксации.
Дистанционное проводное управление осуществляется при помощи одной переключающей кнопки, подключенной к разъему 1-2-3. Эта кнопка тоже не должна иметь фиксации. Для индикации включенного и выключенного состояний служат светодиоды HL1 и HL2.
Выходной каскад собран на симисторе VS1 типа КУ208Г. Вместо него можно использовать и более мощные симисторы. Симистор управляется при помощи оптодинистора U1, подключенного через мост на диодах VD1-VD4. Применение оптической связи позволяет полностью развязать гальванически электросеть, от которой питается нагрузка и электронное устройство управления.
После перебоя в электропитании узел управления автоматически устанавливается в включенное или выключенное положение, - в какое именно определяется положением перемычки П1, показанное на схеме положение автоматически устанавливает в выключенное состояние сразу после подачи питания.
Рассмотрим работу схемы. Триггер D1.2 -триггер управления, то включена нагрузка или выключена зависит от его состояния. Поскольку это D-триггер включенный делителем, его состояние можно изменить подачей импульса на вход С или подачей импульсов предварительной установки на входы R и S. Элементы микросхемы D2 выполняют роль инвертирующих расширителей входов триггера, чтобы им можно было управлять от трех различных типов органов управления. Это кнопочное управление от кнопок S1-S3, логические управление логическими импульсами и предварительная установка при помощи конденсатора С2, подключаемого через перемычку П1.
Триггер D1.1 - RS-триггер (его D-функция заблокирована соединением входов D и С с общим минусом питания). Этот триггер формирует импульсы при нажатии и отпускании кнопки S1 и служит для подавления дребезга её контактов. Импульсы от него поступают через расширитель D2.1 на вход С триггера D1.2 и после каждого нажатия на эту кнопку его состояние меняется на противоположное.
В схеме можно использовать следующие детали. Конденсаторы С1 и С2 типа К50-35 или К50-16 (лучше если это будут импортные аналоги). Конденсаторы должны быть на напряжение не ниже напряжения питания Un, а само напряжение питания может быть в пределах от 5 до 15 V. Постоянные резисторы -импортные аналоги МЛТ 0,25 или ВС-0,25. Светодиоды АЛ307, желательно чтобы они были разноцветными - HL1 - зеленый, а HL2 -красный. Перемычка П1 - перемычка от модуля цветности МЦ-3 телевизора 3-УСЦТ. Транзисторы КТ315 можно заменить любыми аналогами. Транзистор КТ503 можно заменить импортными аналогами или КТ601-604, КТ815, КТ801. Микросхемы серии К561 можно заменить аналогичными серии К1561.
Можно использовать и К176, но при условии, что напряжение питания не будет больше 12 V. Вместо микросхемы ...ЛА9 можно использовать ...ЛА7, при этом входы на которые подключены кнопки S2 и S3 одновременно будут использоваться и для предустановки конденсатором С2 (С2 будет подключаться параллельно одной из кнопок). В принципе, от микросхемы D2 вообще можно отказаться и выполнить расширители на диодах, тогда импульсы управления потребуются положительные.
Мост можно собрать на любых диодах, способных работать на сетевом напряжении или использовать готовый «мостик» типа КЦ407. Вместо симистора КУ208Г можно применить и более мощный. Применение мощного оптосимистора избавит от необходимости в диодном мосте и оптопаре. При мощной нагрузке необходимо подумать об отводе тепла от симистора. Все кнопки - без фиксации.
Для контроля качества и учета электроэнергии при мощной или нестабильной нагрузке принято использовать современные измерительные приборы, позволяющие оценить соответствие электроэнергии действующим нормам. Данные с анализаторов контроля качества также дают возможность вовремя определить неисправности в системе распределения энергии и устранив их, сократить расходы и повысить производительность оборудования. Подробнее про электроизмерительные приборы и принцип их работы можно узнать на сайте http://www.mars-energo.ru/.
