Сеть 220В в большинстве случаев является основным источником питания для устройств, содержащих МК. Кроме того, она может служить информационным и управляющим каналом.
Актуальными являются следующие задачи:
• измерение сетевой частоты и сетевого напряжения;
• проверка наличия сетевого питания при переходе на резервный источник;
• передача по сетевым проводам информационных сигналов;
• тактирование работы устройства от сетевой частоты;
• определение момента перехода переменного напряжения через нуль, чтобы коммутировать различные нагрузки с минимальным уровнем помех.
Стандартами стран СНГ допускается разброс сетевого напряжения в диапазоне 187...242В и изменение частоты в пределах 49...51 Гц. Однако эти параметры варьируются в зависимости от страны и континента, что надо учитывать при разработке продукции на экспорт.
Для адаптации напряжения сети 220 В к низковольтным входам МК используют резистивные делители (Рис. а...з), оптическую (Рис. а...ж) и трансформаторную (а...з) развязку. В двух последних случаях гарантируется гальваническая изоляция первичных и вторичных цепей, что повышает безопасность.
ВНИМАНИЕ!Здесь и далее при настройке и эксплуатации устройств, которые не имеют гальванической развязки от промышленной сети переменного тока, следует соблюдать повышенную осторожность и правила электробезопасности.
Рис. Схемы неизолированных датчиков сетевого напряжения 220 В
а) диод VD1 отсекает отрицательную полуволну напряжения, резистором R2 регулируется амплитуда сигнала на входе МК (частота 50 Гц), конденсатор С1 устраняет помехи;
б) на вход МК поступает сигнал удвоенной частоты 100 Гц от мостового выпрямителя;
в) провод питания МК +5 В гальванически связан с сетью 220 В. Резистор R1 ограничивает ток через внутренние защитные диоды МК (0.1...0.3 мА). Частота сигнала 50 Гц;
г) транзисторы VT1, VT2 образуют двухсторонний ограничитель напряжения с нагрузкой в виде резистора R2. Транзистор VT3 - усилитель-инвертор. Конденсатор С1 защищает МК от коммутационных помех, которые могут возникать в сети 220 В при работе тиристоров;
д) МК проверяет исправность симистора VS1 и отсутствие обрыва в нагрузке Конденсатор С1 имеет большую ёмкость, поэтому на входе МК напряжение усредняется. Резистором R2 устанавливается порог напряжения, ниже которого считается, что произошла авария;
е) для устройств, которые критичны к полярности включения вилки в сетевую розетку, «нуль» (N) и «фазу» (L) определяют стандартным прибором электрика «светящаяся отвёртка»;
ж) двухстороннее ограничение сетевого напряжения внутренними диодами МК. Конденсаторе высоковольтный (250В переменного напряжения) на случай обрыва резистора R3.
Источник: 1000 и одна микроконтроллерная схема. С. М. Рюмик. Вып. 1
