Устройство для защиты телефона и модема

Иногда возникают ситуации, когда выходят из строя телефонный аппарат и модем не из-за внутренней неисправности, а по причине резкого повышения напряжения в телефонной линии, которое может многократно превышать его номинальное значение.

В сельской местности это чаще всего случается из-за попадания молнии в наземную часть телефонной линии, даже отдалённую от аппарата. Но ведь телефонный кабель проложен под землёй! Как же в него попадёт молния? Встречаются «вылазки» из под земли телефонных кабелей, особенно там, где провода должны быть переброшены с одного берега реки на другой, через болотистую или каменистую местность. Хотя удар молнии мог произойти далеко и сопротивление линии может быть весьма значительным, однако это может привести к повреждению домашних приборов. Бывает, что пострадавший узнаёт, что приближается гроза уже после того, как аппаратура будет повреждена – так быстро в некоторых регионах меняется погода. В ретрансляторах обычно есть цепи, обеспечивающие защиту абонентов. Но ведь лучше лишний раз подстраховаться!

Сразу следует заметить, что разъёмы типа «джек – джек» китайского производства с четырьмя контактами – пружинками, которыми опрессованы оба конца провода, выдерживают не более нескольких десятков циклов подключений – отключений, после чего их приходится менять. Поэтому многие пользователи даже во время грозы зачастую не отключают эти провода от линии и аппаратов. Рекомендации, изложенные в литературе [1], часто остаются прочитанными, но не применёнными. Отсутствие контакта в проводе, уже прибитого входящими в комплект миниатюрными гвоздиками по периметру комнаты, через несколько месяцев после покупки, редко кого прельщает. Надеются – авось пронесёт. Что ж: риск – благородное дело...

В городской черте проблема защиты от молний стоит не так остро – практически везде телефонный кабель закопан под землю. На крышах высотных зданий стоят громоотводы. Чем крупнее город, тем меньше шансов, что молния окажется виновницей повреждений. Но иногда встречается другая беда – хулиганы. Например, когда телефон спаренный, а подросток из соседней квартиры время от времени пытается «пустить» в общую линию напряжение из розетки ~220 B, предварительно отключив телефон в своей квартире. В результате этих действий сгорают цепи в подключённом телефонном аппарате, а если к линии подключён более дорогой прибор – модем, то и дефицитная микросхема входного каскада. Если в квартире установлен блокиратор против телефонных пиратов [2], то может выйти из строя и он. Случаи, когда выходил из строя не только модем, но и материнская плата компьютера довольно редки, но не исключены, особенно у владельцев встроенных модемов. Существуют модели и телефонных аппаратов, и модемов, в которые защита от превышения напряжения в линии уже встроена, но такие устройства у населения пока встречаются не часто (покупая – всё экономим!). Однако можно оградить себя от описанных неприятностей собрав простое защитное устройство, почти не уступающее фабричным аналогам. Схема устройства для защиты телефона и модема изображена на рис. 1.

Рис. 1. Схема устройства.

Основные технические характеристики
Потребляемый устройством ток в дежурном режиме при номинальном напряжении линии..................................................................0,5 мА
Номинальное напряжение телефонной линии.................................60 В
Напряжение линии, соответствующее началу стабилизации...........100 В
Напряжение линии, требуемое для срабатывания защиты...............120 В

Принцип действия.
Общую защиту телефона обеспечивает плавкий предохранитель FU1. В случае, если при отсутствии звонка напряжение линии поднялось значительно выше номинального (на территории России принято напряжение 60 В, за рубежом встречаются линии с более низким напряжением 48 В), например, до ~105 В, то стабилитрон начинает поддерживать уровень напряжения на выходе устройства на уровне напряжения стабилизации – примерно 100 В. Ток через плавкий предохранитель возрастает, однако тока недостаточно для того, чтобы предохранитель сработал. Варистор RU1 ток не пропускает. Теперь предположим, что напряжение линии возросло, скажем, до ~220 В. Варистор RU1 включается. Ток через плавкий предохранитель значительно возрастает, что приводит к его срабатыванию. Устройство при повышении напряжения в линии сначала его стабилизирует, удерживая напряжение на нагрузке на безопасном уровне, а в случае недопустимо высокого напряжения – отключает нагрузку полностью. Такой «ступенчатый» способ защиты позволяет реже обслуживать устройство защиты, меняя предохранители, и надёжно защищает домашнюю аппаратуру. Резистор R1 – балластный, служит для ограничения тока во время срабатывания защиты. После того, как напряжение линии снизится до номинального, можно вставлять взамен сработавшего новый предохранитель. Светодиод VD3 вместе с резистором R2 образуют цепь световой индикации работы устройства. Когда устройство находится в дежурном режиме – светодиод горит. Во время импульсного набора номера – мигает в такт с набираемыми цифрами. Во время разговора по телефону или работы модема – не светит. При этом потребляемый защитным устройством ток снижается практически до нуля, а значит, не влияет на качество звука телефона и на скорость работы модема. Можно ли исключить стабилитрон VD2 вместе с диодной сборкой VD1? Да, можно. Но в этом случае потребуется установить варистор на более низкое напряжение срабатывания, например 82 или 100 В. Режима стабилизации выходного напряжения при этом не будет.

О деталях.
Плавкий предохранитель может быть любой на ток срабатывания не более 0,15 мА (обычно ток короткого замыкания линии при номинальном напряжении составляет 35 мА). Если нет желания после каждого срабатывания защиты менять вставку, то можно применить самовосстанавливающийся полупроводниковый предохранитель, например, Poly Switch корпорации Raychem или аналогичный. В этом случае защитное устройство будет монтироваться по принципу «поставил и забыл». Однако возможность защиты в случае попадания молнии в линию значительно ухудшается, так как расстояние между выводами самовосстанавливающегося предохранителя мало и может произойти пробой. В случае применения плавкого предохранителя максимальное входное напряжение линии может быть выше. Резисторы R1 и R2 можно применить любые, например, типа МЛТ, ОМЛТ или С2-33. Варистор применён типа СН1-2-1. Он заменим любым другим с аналогичными параметрами. Диодная сборка VD1 может быть типа RB157. Стабилитрон VD2 заменим любым аналогичным мощным стабилитроном на напряжение стабилизации порядка 90 – 100 В. Светодиод VD3 заменим любым другим светодиодом. Только желательно, чтобы он был красного цвета свечения. Было замечено, что светодиоды, излучающие красный свет, визуально более ярки, чем светодиоды других цветов, а также могут работать при меньшем токе.

Конструкция и монтаж.
Защитное устройство может быть выполнено любым доступным радиолюбителю способом – на печатной плате, навесным монтажом и прочими методами. Взаимное расположение элементов не критично. Если устройство надлежит использовать в городской квартире, то его следует подсоединить непосредственно к телефонному вводу, а уже к выходу устройства подключить все имеющиеся аппараты абонента.

Настройка.
Устройство не нуждается в налаживании. Будучи собрано из исправных деталей точно по схеме, оно начинает работать сразу, без налаживания. Если устройство защиты требуется эксплуатировать в сельской местности, то желательно увеличить количество варисторов. Все дополнительные варисторы, рассчитанные на то же напряжение, что и RU1, подключают параллельно уже установленному RU1. В случае применения устройства на линии с напряжением 48 В требуется применить стабилитрон и варистор на меньшее напряжение. Например, применить стабилитрон VD2 типа Д817А на напряжение стабилизации 56 В, а варистор того же типа на напряжение 82 В.

Если описанное устройство немного доработать, то с его помощью можно защитить телевизор и видеомагнитофон.

Литература:
1. Гончаренко И. Гроза, «статика» и антенна. Радио, №1, 2002.
2. Ганженко Д., Коршун И. Против телефонных пиратов. Радио, №10, 1996.
3. Деревянко С. Ремонт импортных телефонных аппаратов. Радио, №2, 1999.

Автор: Евгений Москатов, г.Таганрог, Ростовская обл.
Источник: http://moskatov.narod.ru/
http://patlah.ru

© "Энциклопедия Технологий и Методик" Патлах В.В. 1993-2007 гг.