محافظ های الکترونیکی معمول در بازار که به وسایل برقی خانگی مثل تلویزیون و یخچال و… متصل می شود، وسیله ای است که ولتاژ برق شهر را دایما اندازه گیری می کند و در صورتی که مقدار آن از یک حد مشخص بالاتر یا از یک ولتاژ معین کمتر شد، مصرف کننده (یخچال و تلویزیون و…) را از برق شهر جدا می کند تا به وسیله آسیب نرسد. برخی از محافظ ها دارای یک مدار تاخیر نیز می باشند که در صورت رفع قطع برق یا قرار گرفتن ولتاژ آن در محدوده مناسب، وسیله برقی را با اندکی تاخیر به برق شهر متصل می کند. این تاخیر باعث می شود فقط زمانی وسیله به برق شهر متصل گردد که برق شهر برای یک مدت مشخص در وضعیت پایدار و مناسب قرار داشته باشد.
در شکل زیر یک مدار محافظ ساده قابل مشاهده است که فاقد مدار تاخیر می باشد.
ولتاژ برق شهر توسط یک ترانس کاهش پیدا می کند. خروجی ترانس توسط پل دیود و خازن فیلتر C1 به ولتاژ DC تبدیل می شود. از این ولتاژ (ولتاژ C1) برای تغذیه مدار و همچنین اندازه گیری ولتاژ برق شهر استفاده می شود. این ولتاژ از یک طرف به رگولاتور ولتاژ 12 ولت برای ایجاد یک ولتاژ 12 ولت ثابت و پایدار برای تغذیه رله و آپ امپ های مدار وارد می شود.
ولتاژ خازن C1 به دو مدار تقسیم ولتاژ شامل (R1,VR1,R2) و (R5,VR2,R6) نیز وارد می گردد. رابطه ولتاژ خازن C1 با ولتاژ برق شهر به صورت زیر است:
(نسبت ترانس)/(1.4142)*(ولتاژ برق شهر)
نسبت ترانس برای ترانس 12 ولت حدود 18 می باشد.
ولتاژ های تقسیم شده توسط مدارهای تقسیم ولتاژ با دو ولتاژ مرجع 6.8 و 6.0 ولت که توسط دیودهای زنر ZD1 و ZD2 و مقاومت های R3 و R7 ایجاد شده مقایسه می گردد.VR1 سطح بالای ولتاژ قطع و VR2 سطح پایین ولتاژ قطع را تعیین می کند.
در صورتی که ولتاژ تنظیم شده توسط VR1 از 6.8 ولت بیشتر باشد، خروجی آپ امپ N1 به سطح High رفته و ترانزیستور T1 را از طریق R4 روشن می کند و باعث فعال شده رله می گردد. بنابراین می توانید VR1 را به گونه ای تنظیم کنید که ولتاژ ورودی مثبت اپ امپ N1 در حد ولتاژ بالای مد نظر شما از 6.8 ولت بیشتر گردد.
به همین ترتیب در صورتی که ولتاژ تنظیم شده توسط VR2 از 6.0 ولت کمتر باشد، خروجی آپ امپ N2 به سطح High رفته و ترانزیستور T1 را از طریق R8 روشن می کند و باعث فعال شده رله می گردد. بنابراین می توانید VR2 را به گونه ای تنظیم کنید که ولتاژ ورودی منفی اپ امپ N2 در حد ولتاژ پایین مد نظر شما از 6.0 ولت کمتر گردد.
دیود D6 هرزگرد می باشد و در زمان خاموش شدن رله، از افزایش ولتاژ دو سر آن جلوگیری می کند.
در زمان فعال شدن رله، ولتاژ دوسر سیم پیچ آن دو سر LED قرار می گیرد و آن را روشن می کند.
در صورتی که برق شهر از محدوده تنظیم شده خارج شود، با فعال شدن رله مصرف کننده که با REF نشان داده شده است از خط فاز جدا شده و خاموش می گردد.
