2. 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
За последние годы создано большое количество разнообразных электронных сторожевых устройств и электротехнических изделий охранной сигнализации, которые находят все большее распространение и применение в быту и на предприятиях. Большинство электронных устройств создают производственные кооперативы, акционерные общества, малые и совместные предприятия. Производства этих предприятий, как правило, оснащаются РЭУ в централизованном порядке. Для охраны квартир, хозяйственных и бытовых построек на приусадебных и садово-огородных участках, а также индивидуальных средств передвижения: легковых автомобилей мотоциклов, каюров, яхт и т. л. могут быть применены устройства, рассматриваемые в настоящей главе.
Эта книга дает возможность познакомиться с различными типами сторожевых устройств с сигнализацией, которые выполнены на современных комплектующих ЭРЭ, ППП и ИМС. Каждая принципиальная электрическая схема в данном справочнике сопровождается пояснениями о примененных в ней ЭРЭ, приводятся сведения о тинах ППП и ИМС, номинальные значения емкостей конденсаторов и сопротивлений резисторов. Некоторые из этих сведений дается и в тексте описаний устройств, и на принципиальных электрических схемах. Элементы подбираются при настройке и регулировке устройств или при их ремонте. Для обеспечения настройки ЭУОС рабочие режимы эксплуатации полупроводниковых изделий указываются или в специальных таблицах, или на принципиальных электрических схемах. Напряжения измеряются приборами с точностью не ниже 1, 5 класса. Некоторые значения напряжений, измеренные но переменному току, приводятся на электрических схемах на входе или на выходе соответствующих цепей и каскадов. Напряжения в контрольных точках, указанные на принципиальных схемах, могут отличаться от измеряемых па ±20%, вследствие большого разброса параметров комплектующих элементов. В справочнике приведены сведения о применяемых в рассматриваемой БРЭА транзисторах, выпускаемых отечественной промышленностью, а также рекомендации об их взаимозаменяемости. Надо сказать, что наиболее доступными и часто применяемыми транзисторами является биполярные, полевые униполярные транзисторы, п-р-п и р-n-р-структур.
Замена транзисторов без ухудшения основных электрических параметров и эксплуатационных характеристик РЭУ позволяет расширить возможности повторения этих изделий в условиях лабораторий радиолюбителей и юных техников. Методы подбора взаимозаменяемых транзисторов основаны на теоретических расчетах схем и достаточно сложны для практического применения в радиолюбительской практике. Существуют методы ориентировочных расчетов и общие правила, которыми следует руководствоваться при замене ППП.
При замене транзисторов необходимо учитывать следующие основные параметры: максимально допустимое напряжение перехода коллектор — эмиттер, ток коллектора, рассеиваемую мощность коллектора, статический коэффициент передачи тока. Заменяемый транзистор выбирается из того же ряда, что и заменяющий, и с аналогичными параметрами. В табл. 2. 1 приведены ряды взаимозаменяемых транзисторов, расположенных по группам в порядке возрастания качественных характеристик. Например, транзисторы высокочастотные расположены в порядке возрастания предельной частоты усиления, а низкочастотные — в порядке возрастания минимального значения коэффициента передачи тока. При замене транзисторов средней и большой мощности необходимо соблюдать равенство или близость параметров заменяемого и заменяющего транзисторов. Для маломощных транзисторов существует правило замены германиевых транзисторов на кремниевые соответствующей структуры
Таблица 2.1. Рекомендуемая замена транзисторов, применяющихся в сторожевых и сигнальных устройствах
Окончание табл. 2. 1
Основными параметрами выпрямительных диодов являются: предельно допустимый прямой ток, предельно допустимое обратное напряжение, обратный ток и обратное сопротивление. Конкретные значения этих параметров учитываются не только при замене отдельных диодов, но и включенных в выпрямительные устройства источников питания РЭА и РЭУ.
Наряду с УОС в быту применяется множество других РЭУ и приборов. Одновременное использование в быту разнообразной РЭА требует повышенного внимания к обеспечению ее электробезопасности и нормальному функционированию при воздействии непреднамеренных радиопомех. Границы применения, связанные с электробезопасностью, строго определены государственными стандартами и основаны на опыте работы с электроустройствами.
Несоблюдение правил техники безопасности и электробезопасности в бытовых условиях при работе ЭУОС может привести к несчастным случаям. Это предупреждение необходимо учитывать особенно тогда, когда используются самодельные РЭУ, хотя известны случаи более высокой электроопасности электрических и радиоэлектронных приборов промышленного изготовления. Важно учитывать климатические условия при эксплуатации РЭА и РЭУ, работающих от сети переменного тока высокого напряжения, и особенно тогда, когда окружающая среда имеет повышенные значения температуры и относительной влажности воздуха.
При монтаже, сборке, регулировке, настройке и ремонте ЭУОС необходимо строго соблюдать технику электробезопасности и основные приемы создания и повторения РЭА и РЭУ, рассматриваемых и данной книге. Начинать конструирование бытовых приборов и ycтройств необходимо с низковольтных схем питания, подключаемых к промышленной сети переменного тока напряжением 220 В через понижающий трансформатор питания. Вторичный источник электропитания всегда должен быть низковольтным.
Одними из главных функциональных узлов бытовых ЭУОС являются источники вторичного электропитания, которые за последнее время существенно изменились, что определяется непрерывным стремлением разработчиков СИП уменьшить их массу и габариты, повысить кпд за счет применения наиболее рациональных схем и использования высококачественного преобразования энергии переменного тока, экономичных импульсных методов регулирования, комплектующих ЭРЭ, применения ИМС, БИС. Повысились требования к питающим напряжениям промышленной сети.
Эта книга не касается теории и расчетов источников вторичного электропитания, она дает готовые схемотехнические решения, проверенные при эксплуатации разнообразной РЭА и РЭУ. При изложении материала приводятся необходимые для понимания пояснения без строгих доказательств, выводов формул и математических выкладок. В основу всех материалов справочника положены результаты обобщения опыта разработки, изготовления и эксплуатации устройств радиоэлектроники ряда организаций и предприятий. Наиболее часто находят применение автономные источники питания ЭУОС, а также комбинированные источники питания и БП, в которых используют ХИТ и промышленную сеть переменного тока напряжением 127 или 220 В частотой 50 Гц. Сведения об автономных источниках электропитания читатель найдет в специальной технической литературе.
Наилучшие результаты дает использование СИП с применением ИМС и ППП широкого употребления, качество которых предварительно проверено и обеспечено наличием ТУ. К СИП и входящим в них комплектующим ЭРИ предъявляются повышенные специальные требования, определяющие заданные значения основных электрических параметров и технических характеристик. Это — высокая надежность, долговечность и стабильность работы, оптимальная точность, высокий кпд, повышенная технологичность изготовления, сравнительно небольшая стоимость, наилучшие массогабаритные характеристики
Эксплуатация сторожевых и предупредительных устройств бытового назначения осуществляется в условиях воздействия на них разнообразных внешних факторов:
климатических, механических, радиационных, биологических, электромагнитных. Рассматриваемые электронные устройства могут применяться при воздействии повышенной или пониженной температуры окружающей среды, повышенного или пониженного атмосферного давления воздуха, повышенной относительной влажности при повышенной температуре, пыли, инея, росы, повышенной напряженности внешнего электрического или магнитного поля. Поэтому при изготовлении РЭА и РЭУ необходимо учитывать большинство внешних воздействующих факторов, категории размещения этих изделий, климатические зоны страны и высоту над уровнем моря. Ниже (в табл. 2. 2) приводятся конкретные климатические и механические нагрузки, допускаемые при эксплуатации сторожевых и сигнальных устройств, при которых обеспечивается их нормальная и устойчивая работа.
Особое внимание необходимо обратить на нормированные параметры ЭМС, которая определяется возможностью одновременно функционировать при воздействии непреднамеренных радиопомех и не создавать недопустимых радиопомех другим устройствам и приборам. Параметры и требования ЭМС определены государственными стандартами и нормами допускаемых индустриальных помех.
Важность учета электромагнитных помех при создании сторожевых и сигнальных устройств определяется также тем, что некоторые новые типы этих изделий срабатывают автоматически на определенных радиочастотах и должны быть заблокированы от самовключения.
В зависимости от климатического исполнения сторожевых устройств они могут эксплуатироваться при определенных сочетаниях внешних воздействующих факторов, не превышающих предельных значений. Сочетания относительной влажности и рабочей температуры окружающей среды приведены в табл. 2. 2.
Рабочие значения температуры используются как при создании РЭА и РЭУ, так и при их эксплуатации.
Таблица 2.2 Сочетания рабочих значений относительной влажности и температуры окружающей среды для различных климатических исполнений РЭУ
Условия эксплуатации электронных сторожевых и сигнальных устройств
Температура окружающей среды, °С
повышенная 40- 55 пониженная 0 —45
Смена температур (многократное циклическое воздействие) °С —35+ 40
Температура перегрева обмоток сетевых трансформаторов, применяемых в блоках питания РЭУ, °С
не более 60
Относительная влажность воздуха при температуре окружающей среды 25 °С табл22
Атмосферное давление воздуха
повышенное кПа (кгс/см^2) 29,7 (3)
пониженное кПа (мм рт ст ) . 53,3 (400)
Вибрационные нагрузки в диапазоне частот
52000 Гц с ускорением g (м/с^2), не более 20 (196)
Одиночные удары с ускорением, g (м/с^2),
не более 15 (147)
Мнокократные удары :
с ускорением g (м/с^2) не более 40 (392)
количество ударов не менее 1000
длительность ударов мс, не менее 0,5
Линейные нагрузки с ускорением,
g(м/с^2) 20(196)
Акустические шумы в диапозоне частот 50...10000 Гц с уровнем звукового давления ,дБ не более 120
Помехозащищенность УОС в металлическом корпусе при напряженности внешнего электромагнитного поля ,дБ не менее 120 Иней, роса, пыль, плесневые грибы по НТД и КД
Режим работы постоянный