Как работают транзисторные стабилизаторы напряжения с защитой от перегрузки. Какие существуют схемы таких стабилизаторов. Каковы преимущества импульсной защиты в стабилизаторах напряжения. Как реализовать самовосстанавливающуюся защиту от перегрузки в стабилизаторе.
Принцип работы транзисторного стабилизатора напряжения
Транзисторный стабилизатор напряжения — это устройство, поддерживающее постоянное выходное напряжение при изменениях входного напряжения и тока нагрузки. Основными элементами такого стабилизатора являются:
- Регулирующий транзистор
- Источник опорного напряжения (обычно стабилитрон)
- Схема сравнения и усиления сигнала ошибки
- Цепи обратной связи
Принцип работы заключается в том, что схема сравнения анализирует выходное напряжение, сравнивает его с опорным и в случае отклонения вырабатывает сигнал ошибки. Этот сигнал усиливается и управляет регулирующим транзистором, изменяя его сопротивление для поддержания стабильного выходного напряжения.
Проблема защиты от перегрузки в стабилизаторах напряжения
Одной из важных задач при разработке стабилизаторов напряжения является защита от перегрузки по току. При превышении максимально допустимого тока нагрузки возможен выход из строя регулирующего транзистора. Какие существуют способы решения этой проблемы?
- Ограничение максимального тока с помощью дополнительных элементов
- Отключение нагрузки при перегрузке
- Снижение выходного напряжения при превышении тока
- Импульсный режим работы при перегрузке
Каждый из этих методов имеет свои преимущества и недостатки. Рассмотрим подробнее вариант с импульсной защитой, обладающий рядом интересных особенностей.
Схема простейшего стабилизатора с импульсной защитой
Рассмотрим схему простейшего стабилизатора напряжения с импульсной защитой от перегрузки:
[Здесь была бы схема простейшего стабилизатора с импульсной защитой]
Основные элементы схемы:- VT1 — регулирующий транзистор
- VT2 — усилитель сигнала ошибки
- VD1 — источник опорного напряжения (стабилитрон)
- R1-R5 — резисторы цепей обратной связи и смещения
- C1 — конденсатор, обеспечивающий импульсный режим при перегрузке
Как работает эта схема в нормальном режиме и при перегрузке?
Работа в нормальном режиме
В нормальном режиме схема работает как обычный стабилизатор напряжения:
- Стабилитрон VD1 задает опорное напряжение
- Транзистор VT2 усиливает сигнал ошибки
- VT1 регулирует выходное напряжение
- Цепь R2-R3 обеспечивает отрицательную обратную связь
Работа при перегрузке
При превышении максимального тока нагрузки схема переходит в импульсный режим:
- Транзисторы VT1 и VT2 закрываются
- Конденсатор C1 начинает заряжаться через R2
- При достижении порогового напряжения транзисторы открываются
- Процесс повторяется, формируя импульсный режим
Такой режим работы позволяет ограничить средний ток через нагрузку и защитить регулирующий транзистор от перегрева.
Преимущества импульсной защиты в стабилизаторах напряжения
Использование импульсной защиты от перегрузки в стабилизаторах напряжения дает ряд преимуществ:
- Автоматическое восстановление работы после устранения перегрузки
- Низкая рассеиваемая мощность на регулирующем транзисторе при КЗ
- Возможность запуска стабилизатора под нагрузкой
- Простота реализации по сравнению с другими видами защиты
- Возможность звуковой индикации перегрузки
Каковы недостатки такого метода защиты? Основной минус — наличие пульсаций выходного напряжения в режиме ограничения тока. Однако в большинстве случаев это не критично.
Усовершенствованная схема стабилизатора с импульсной защитой
Рассмотрим более сложную схему стабилизатора напряжения с улучшенными характеристиками:[Здесь была бы схема усовершенствованного стабилизатора]
Основные отличия от простейшей схемы:
- Дополнительный усилительный каскад на VT2
- Раздельные цепи обратной связи для стабилизации и защиты
- Транзистор VT4 для ускорения срабатывания защиты
- Диоды VD1 и VD2 для температурной компенсации
Такая схема обеспечивает лучшую стабильность выходного напряжения и более четкое срабатывание защиты.
Расчет основных параметров стабилизатора с импульсной защитой
При разработке стабилизатора с импульсной защитой необходимо рассчитать следующие основные параметры:
- Выходное напряжение: Uвых = UVD1 + UVD2 + UBE_VT4 + UVD3 — UBE_VT3
- Ток срабатывания защиты: Imax = (UVD3 — UBE_VT3) / R3
- Частота импульсов в режиме защиты: f ≈ 1 / (2π * R2 * C1)
- Мощность рассеивания на VT1: P
При выборе элементов схемы следует учитывать:
- Максимально допустимые токи и напряжения транзисторов
- Мощность рассеивания на регулирующем транзисторе
- Температурные зависимости параметров элементов
- Разброс параметров компонентов
Применение стабилизаторов с импульсной защитой
Стабилизаторы напряжения с импульсной защитой от перегрузки находят применение в различных областях:
- Источники питания электронной аппаратуры
- Зарядные устройства для аккумуляторов
- Лабораторные блоки питания
- Системы электропитания автомобильной электроники
- Ограничители тока в силовых цепях
Особенно эффективно их использование в устройствах, где возможны кратковременные перегрузки или короткие замыкания в нагрузке.
Сравнение импульсной защиты с другими методами
Как импульсная защита соотносится с другими методами защиты стабилизаторов от перегрузки? Рассмотрим основные отличия:
| Метод защиты | Преимущества | Недостатки |
|---|---|---|
| Импульсная защита | — Автоматическое восстановление — Низкие потери при КЗ — Простота реализации | — Пульсации при ограничении тока — Возможность ложных срабатываний |
| Ограничение тока | — Отсутствие пульсаций — Плавное ограничение | — Большие потери при КЗ — Сложность настройки |
| Отключение нагрузки | — Надежная защита — Минимальные потери при КЗ | — Необходимость ручного включения — Сложность схемы |
Выбор метода защиты зависит от конкретного применения стабилизатора и требований к его характеристикам.
N-MOSFET; X3-Class; полевой; 300В; 56А; 320Вт; TO247-3 производства IXYS IXFH56N30X3
Корпус
TO247-3
Ток стока
56А
Технология
HiPerFET™
Тип транзистора
N-MOSFET
Сопротивление в открытом состоянии
27мОм
Напряжение сток-исток
300В
-
Полярность
полевой
Напряжение затвор-исток
±20В
Рассеиваемая мощность
320Вт
Технология
X3-Class
Производитель
IXYS
Монтаж
THT
Заряд затвора
56нC
Вид упаковки
туба
Вид канала
обогащенный
Время готовности
115нс
Вес
6.
2g
Бесплатная доставка
заказов от 5000 ₽
Доставим прямо в руки или в ближайший пункт выдачи
Транзисторные стабилизаторы с защитой от перегрузки (теория)
категория
Источники питания
материалы в категории
А. МОСКВИН, г. Екатеринбург
Радио, 2003 год, № 2- 3
О стабилизаторах напряжения непрерывного действия написано, кажется, все. Тем не менее разработка надежного и не слишком сложного (не более трех-четырех транзисторов) стабилизатора, особенно с повышенным током нагрузки, — достаточно серьезная задача, потому что на одно из первых мест выдвигается требование надежной защиты регулирующих транзисторов от перегрузки. При этом желательно, чтобы после устранения причины перегрузки нормальная работа стабилизатора восстановилась автоматически.
Стремление выполнить эти требования зачастую приводит к значительному усложнению схемы стабилизатора и заметному уменьшению его КПД. Автор предлагаемой статьи пытается найти оптимальное, по его мнению, решение.
Прежде чем искать оптимальное решение, проанализируем нагрузочные характеристики Uвых = f(Iвых) стабилизаторов напряжения, выполненных по наиболее распространенным схемам. У стабилизатора, описанного в [1], при перегрузке выходное напряжение Uвых быстро снижается до нуля. Однако ток при этом не уменьшается и может быть достаточным, чтобы повредить нагрузку, да и мощность, рассеиваемая регулирующим транзистором, иногда превышает допустимую. В [2] подобный стабилизатор дополнен триггерной защитой. При перегрузке уменьшается не только выходное напряжение, но и ток. Однако защита недостаточно эффективна, так как срабатывает лишь после падения выходного напряжении ниже 1 В и при некоторых условиях не устраняет тепловой перегрузки регулирующего транзистора. Чтобы возвратить подобный стабилизатор в рабочий режим, необходимо практически полностью отключить нагрузку, а это не всегда приемлемо, особенно для стабилизатора, служащего составной частью более сложного устройства.
Защита стабилизатора, схема которого изображена на рис. 1, срабатывает уже при небольшом уменьшении выходного напряжения, вызванном перегрузкой. Номиналы элементов схемы даны для выходного напряжения 12 В в двух вариантах: без скобок, если VD1 — Д814Б, и в скобках, если он — КС139Е. Краткое описание работы подобного стабилизатора имеется в [3].
Его хорошие параметры объясняются тем, что все необходимые сигналы сформированы из стабилизированного выходного напряжения, а оба транзистора (регулирующий VT1 и управляющий VT2) работают в режиме усиления напряжения. Экспериментально снятые нагрузочные характеристики этого стабилизатора приведены на рис. 2(кривые 3 и 4).
При отклонении выходного напряжения от номинала его приращение через стабилитрон VD1 передается на эмиттер транзистора VT2 почти полностью. Если не учитывать дифференциальное сопротивление стабилитрона, ΔUэ ≈ ΔUвых. Это — сигнал отрицательной ОС. Но в устройстве имеется и положительная.
Ее создает часть приращения выходного напряжения, поступающая на базу транзистора через делитель напряжения R2R3:
Суммарная обратная связь в режиме стабилизации — отрицательная, сигналом ошибки служит величина,
которая по абсолютной величине тем больше, чем меньше R3 по сравнению с R2. Уменьшение этого отношения благоприятно сказывается на коэффициенте стабилизации и выходном сопротивлении стабилизатора. Учитывая, что
стабилитрон VD1 следует выбирать на максимально возможное, но меньшее выходного напряжение стабилизации.
Если заменить резистор R3 двумя включенными в прямом направлении и соединенными последовательно диодами (как предложено, например, в [4]), параметры стабилизатора улучшатся, так как место R3 в выражениях для ΔUб и ΔUбэ займет малое дифференциальное сопротивление открытых диодов. Однако подобная замена приводит к некоторым проблемам при переходе стабилизатора в защитный режим. На них остановимся ниже, а пока резистор R3 оставим на прежнем месте.
В режиме стабилизации падение напряжения на резисторе R1 остается практически неизменным. Ток, протекающий через этот резистор, — сумма тока стабилитрона VD1 и тока эмиттера транзистора VT2, практически равного току базы транзистора VT1. С уменьшением сопротивления нагрузки последняя составляющая тока, текущего через R1, растет, а первая (ток стабилитрона) — уменьшается вплоть до нулевого значения, после чего приращение выходного напряжения больше не передается на эмиттер транзистора VT2 через стабилитрон. В результате цепь отрицательной ОС оказывается разорванной, а продолжающая действовать положительная ОС приводит к лавинообразному закрыванию обоих транзисторов и отсечке тока нагрузки. Ток нагрузки, при превышении которого срабатывает защита, можно оценить по формуле
где h31э — коэффициент передачи тока транзистором VT1. К сожалению, h31э имеет большой разброс от экземпляра к экземпляру транзистора, зависит от тока и температуры. Поэтому резистор R1 зачастую приходится подбирать при налаживании.
В стабилизаторе, рассчитанном на большой ток нагрузки, сопротивление резистора R1 невелико. В результате ток через стабилитрон VD1 при снижении тока нагрузки возрастает настолько, что приходится применять стабилитрон повышенной мощности.
Наличие в нагрузочных характеристиках (см. кривые 3 и 4 на рис. 2) сравнительно протяженных переходных участков между рабочим и защитным режимами (заметим, эти участки — самые тяжелые с точки зрения теплового режима транзистора VT1) объясняется в основном тем, что развитию процесса переключения препятствует местная отрицательная ОС через резистор R1. Чем меньше напряжение
стабилизации стабилитрона VD1, тем больше при прочих равных условиях номинал резистора R1 и тем более «затянут» переход из рабочего в защитный режим стабилизатора.
Этот, как и ранее сделанный, вывод о целесообразности применения стабилитрона VD1 с возможно большим напряжением стабилизации подтверждается экспериментально. Выходное напряжение стабилизатора по схеме, показанной на рис.
1, со стабилитроном Д814Б (Uст = 9 В), по сравнению с аналогичным стабилитроном КС139Е (UCT = 3,9 В), значительно меньше зависит от нагрузки и он более «круто» переходит в защитный режим при перегрузке.
Уменьшить и даже полностью устранить переходный участок нагрузочной характеристики стабилизатора удается, добавив в него дополнительный транзистор VT3, как показано на рис, 3. В рабочем режиме этот транзистор находится в насыщении и практически не оказывает влияния на работу стабилизатора, лишь незначительно ухудшая температурную стабильность выходного напряжения. Когда в результате перегрузки ток стабилитрона VD1 стремится к нулю, транзистор VT3 переходит в активное состояние, а затем закрывается, создавая условия для быстрого включения защиты. Плавный переходный участок нагрузочной характеристики в этом случае отсутствует (см. кривую 1 на рис. 2).
Диоды VD2 и VD3 в рабочем режиме стабилизируют напряжение на базе транзистора VT2, что способствует улучшению основных параметров стабилизатора.
Однако без дополнительного транзистора VT3 это негативно сказывается на защите, так как ослабляет положительную составляющую ОС. Переключение в защитный режим в этом случае очень затянуто и происходит только после снижения напряжения на нагрузке до величины, близкой к поддерживаемой диодами VD2 и VD3 на базе транзистора VT2 (см. кривую 2 на рис. 2).
Рассмотренные стабилизаторы обладают существенным для многих применений недостатком: остаются в защитном состоянии после устранения причины перегрузки, а нередко и при подаче напряжения питания с подключенной нагрузкой не переходят в рабочий режим. Известны различные способы их запуска, например, с помощью дополнительного резистора, установленного параллельно участку коллектор—эмиттер транзистора VT1, или (как предложено в [4]) «подпиткой» базы транзистора VT2. Проблема решается за счет компромисса между надежностью запуска под нагрузкой и величиной тока короткого замыкания, что не всегда приемлемо. Варианты узлов запуска, рассмотренные в [5] и [6], более эффективны, однако усложняют стабилизатор в целом.
Малораспространенный, но интересный способ вывода стабилизатора из защитного режима предложен в [7]. Он заключается в том, что специально предусмотренный генератор импульсов периодически принудительно открывает регулирующий транзистор, переводя стабилизатор на некоторое время в рабочий режим. Если причина перегрузки устранена, по окончании очередного импульса защита не сработает вновь и стабилизатор продолжит нормальную работу. Средняя мощность, рассеиваемая на регулирующем транзисторе при перегрузке, возрастает незначительно.
На рис. 4 приведена схема одного из возможных вариантов стабилизатора, работающего по такому принципу. Он отличается от описанного в [7] отсутствием отдельного узла — генератора импульсов. При перегрузке стабилизатор переходит в колебательный режим за счет положительной ОС, замыкающейся через конденсатор С1. Резистор R3 ограничивает ток зарядки конденсатора, a R4 служит нагрузкой генератора при замыкании внешней нагрузки.
В отсутствие перегрузки после подачи напряжения питания стабилизатор запускается благодаря резистору R2.
Так как конденсатор С1 зашунтирован соединенными последовательно открытым диодом VD2 и резисторами R3—R5, условия самовозбуждения не выполняются и устройство работает аналогично рассмотренному ранее (см. рис. 1). Во время перехода стабилизатора в защитный режим конденсатор С1 действует как форсирующий, ускоряя развитие процесса.
Эквивалентная схема стабилизатора в защитном режиме показана на рис. 5.
При сопротивлении нагрузки Rн, равном нулю, плюсовой вывод конденсатора С1 соединен через резистор R4 с общим проводом (минусом источника входного напряжения). Напряжение, до которого конденсатор зарядился еще в режиме стабилизации, приложено к базе транзистора VT2 в отрицательной полярности и поддерживает транзистор закрытым. Конденсатор разряжается током i1. текущим через резисторы R3—R5 и открытый диод VD2. Когда напряжение на базе VT1 превысит -0,7 В, диод VD2 закроется, но перезарядка конденсатора продолжится током i2, протекающим через резистор R2. По достижении небольшого положительного напряжения на базе транзистора VT2 последний, а вместе с ним и VT1 начнут открываться.
За счет положительной ОС через конденсатор С1 оба транзистора откроются полностью и некоторое время останутся в таком состоянии, покв конденсатор не зарядится током i3 почти до напряжения Uвх. после чего транзисторы закроются и цикл повторится. При указанных на схеме рис. 5 номиналах элементов длительность генерируемых импульсов — единицы миллисекунд, период повторения — 100…200 мс. Амплитуда импульсов выходного тока в защитном режиме приблизительно равна току срабатывания защиты. Среднее значение тока короткого замыкания, измеренное стрелочным миллиамперметром, — примерно 30 мА.
С увеличением сопротивления нагрузки RH наступает момент, когда при открытых транзисторах VT1 и VT2 отрицательная ОС «перевешивает» положительную и генератор вновь превращается в стабилизатор напряжения. Величина RH, при которой происходит смена режимов, зависит в основном от сопротивления резистора R3. При слишком малых его значениях (менее 5 Ом) в нагрузочной характеристике появляется гистерезис, причем при нулевом сопротивлении R3 стабилизация напряжения восстанавливается лишь при сопротивлении нагрузки более 200 Ом.
Излишнее увеличение сопротивления резистора R3 приводит к тому, что в нагрузочной характеристике проявляется переходный участок.
Амплитуда импульсов отрицательной полярности на базе транзистора VT2 достигает 10 В, что может привести к электрическому пробою участка база—эмиттер этого транзистора. Однако пробой обратим, а ток его ограничен резисторами R1 и R3. Работы генератора он не нарушает. При выборе транзистора VT2 необходимо также учитывать, что напряжение, приложенное к его участку коллектор—база, достигает суммы входного и выходного напряжений стабилизатора.
В действующей аппаратуре выход стабилизатора напряжения обычно зашунтирован конденсатором (С2, показан на рис. 4 штриховой линией). Его емкость не должна превышать 200 мкФ. Ограничение связано с тем, что при перегрузке, не сопровождающейся полным замыканием выхода, этот конденсатор входит в цепь положительной ОС генератора. Практически это выражается в том, что генератор «заводится» только при значительной перегрузке, а в нагрузочной характеристике появляется гистерезис.
Сопротивление резистора R4 должно быть таким, чтобы падение напряжения на нем во время импульса было достаточным для открывания транзистора VT2 (≈1 В) и обеспечивало выполнение условий автогенерации при нулевом сопротивлении нагрузки. К сожалению, в режиме стабилизации этот резистор лишь уменьшает КПД устройства.
Для четкой работы защиты необходимо, чтобы при любом допустимом токе нагрузки минимальное (с учетом пульсаций) входное напряжение стабилизатора оставалось достаточным для его нормального функционирования. При проверке всех рассмотренных выше стабилизаторов с номинальным выходным напряжением 12 В источником питания служил мостовой диодный выпрямитель на 14 В с конденсатором емкостью 10000 мкФ на выходе. Напряжение пульсаций на выходе выпрямителя, измеренное милливольтметром ВЗ 38. не превышало 0,6 В.
При необходимости импульсный характер защиты можно использовать для индикации состояния стабилизатора, в том числе звуковой. В последнем случае при перегрузке будут слышны щелчки с частотой повторения импульсов.
На рис. 6 показана схема более сложного стабилизатора с импульсной защитой, в значительной мере лишенного недостатков рассмотренного в первой части статьи (см. рис. 4). Его выходное напряжение — 12 В, выходное сопротивление — 0,08 Ом, коэффициент стабилизации — 250, максимальный рабочий ток — 3 А, порог срабатывания защиты — 3,2 А, средний ток нагрузки в защитном режиме — 60 мА. Наличие усилителя на транзисторе VT2 позволяет при необходимости значительно увеличить рабочий ток, заменив транзистор VT1 более мощным составным.
Алгоритм работы защиты этого стабилизатора мало отличается от ранее описанного. В защитном режиме транзисторы VT2 и VT3 образуют генератор импульсов с частотозадающим конденсатором С1. Конденсатор С2 подавляет высокочастотную паразитную генерацию. Ухудшающий КПД последовательный резистор в выходной цепи стабилизатора (аналогичный R4, см. рис. 4) отсутствует, нагрузкой генератора служит резистор R1. Назначение диодов VD1, VD2 и транзистора VT4 аналогично элементам VD2, VD3 и VT3 в стабилизаторе по схеме, изображенной на рис.
3.
Номинал ограничительного резистора R4 может находиться в пределах от десятков ом до 51 кОм. Выход стабилизатора допускается зашунтировать конденсатором емкостью до 1000 мкФ, что приводит, однако, к возникновению гистерезиса в нагрузочной характеристике: при пороге срабатывания защиты 3,2 А измеренное значение тока возврата в режим стабилизации — 1,9 А.
Для четкого переключения режимов необходимо, чтобы с уменьшением сопротивления нагрузки ток через стабилитрон VD3 прекратился раньше, чем войдет в насыщение транзистор VT2 Поэтому номинал резистора R1 выбирают таким образом, чтобы перед срабатыванием защиты между коллектором и эмиттером этого транзистора оставалось напряжение не менее 2…3 В. В защитном режиме транзистор VT2 входит в насыщение, в результате амплитуда импульсов тока нагрузки может в 1.2…1,5 раза превышать ток срабатывания защиты. Следует учитывать, что при значительном уменьшении сопротивления R1 ощутимо возрастает рассеиваемая на транзисторе VT2 мощность.
Наличие конденсатора С1 теоретически способно привести к росту пульсации выходного напряжения стабилизатора. Однако на практике этого наблюдать не приходилось.
Выходное стабилизированное напряжение равно сумме падений напряжения на диодах VD1 и VD2, участке база—эмиттер транзистора VT4 и напряжения стабилизации стабилитрона VD3 за вычетом падения напряжения на участке база—эмиттер транзистора VT3 — приблизительно на 1,4 В больше напряжения стабилизации стабилитрона. Ток срабатывания защиты вычисляют по формуле
Благодаря дополнительному усилителю на транзисторе VT2 ток, протекающий через резистор R3, сравнительно невелик, даже при значительных расчетных токах нагрузки. Это, с одной стороны, улучшает КПД стабилизатора, но с другой — заставляет применять в качестве VD3 стабилитрон, способный работать при малых токах. Минимальный ток стабилизации показанного на схеме (см. рис. 6) стабилитрона КС211Ж — 0,5 мА.
Подобный стабилизатор, кроме своего прямого назначения, может служить ограничителем разрядки аккумуляторной батареи.
Для этого выходное напряжение устанавливают таким, чтобы при напряжении батареи меньше допустимого сработала защита, предотвращая дальнейшую разрядку. Номинал резистора R6 в этом случае целесообразно увеличить до 10 кОм. В результате ток, потребляемый устройством в рабочем режиме, уменьшится с 12 до 2,5 мА. Следует иметь в виду, что на грани срабатывания защиты этот ток возрастает приблизительно до 60 мА, но с запуском генератора импульсов среднее значение тока разрядки батареи падает до 4…6 мА.
По рассмотренному принципу импульсной защиты можно строить не только стабилизаторы напряжения, но и самовосстанавливающиеся электронные «предохранители», устанавливаемые между источником питания и нагрузкой. В отличие от плавких вставок, такие предохранители можно использовать многократно, не заботясь о восстановлении после устранения причины срабатывания.
Электронный предохранитель должен выдерживать как кратковременное, так и продолжительное, полное или частичное замыкание нагрузки.
Последнее нередко возникает при длинных соединительных проводах, сопротивление которых — заметная часть полезной нагрузки. Этот случай наиболее тяжел для коммутационного элемента предохранителя.
На рис. 7 приведена схема простого самовосстанавливающегося электронного предохранителя с импульсной защитой. Принцип его работы близок к описанному выше стабилизатору напряжения (см. рис. 4), но до срабатывания защиты транзисторы VT1 и VT2 находятся в состоянии насыщения и выходное напряжение практически равно входному.
Если ток нагрузки превысил допустимое значение, транзистор VT1 выходит из насыщения и выходное напряжение начинает уменьшаться. Его приращение через конденсатор С1 поступает на базу транзистора VT2, закрывая последний, а вместе с ним и VT1. Выходное напряжение уменьшается еще больше, и в результате лавинообразного процесса транзисторы VT1 и VT2 оказываются закрытыми полностью. Через некоторое время, зависящее от постоянной времени цепи R1C1, они откроются вновь, однако, если перегрузка сохранилась, опять закроются.
Этот цикл повторяется до устранения перегрузки.
Частота генерируемых импульсов — приблизительно 20 Гц при нагрузке, незначительно превышающей допустимую, и 200 Гц при ее полном замыкании. Скважность импульсов в последнем случае — более 100. При увеличении сопротивления нагрузки до допустимого значения транзистор VT1 войдет в насыщение и генерация импульсов прекратится.
Ток срабатывания «предохранителя» можно ориентировочно определить по формуле
Коэффициент 0,25, подобранный экспериментально, учитывает, что в момент перехода транзистора VT1 из насыщения в активный режим его коэффициент передачи тока значительно меньше номинального. Измеренный ток срабатывания защиты при входном напряжении 12 В — 0,35 А, амплитуда импульсов тока нагрузки при ее замыкании — 1,3 А. Гистерезис (разность токов срабатывания защиты и восстановления рабочего режима) не обнаружен. К выходу «предохранителя» при необходимости можно подключить блокировочные конденсаторы суммарной емкостью не более 200 мкФ, что увеличит ток срабатывания приблизительно до 0,5 А.
При необходимости ограничить амплитуду импульсов тока нагрузки в эмиттерную цепь транзистора VT2 следует включить резистор в несколько десятков ом и немного увеличить номинал резистора R3.
При неполном замыкании нагрузки возможен электрический пробой участка база—эмиттер транзистора VT2. На работу генератора это влияет незначительно, да и для транзистора опасности не представляет, так как заряд, накопленный в конденсаторе С1 перед пробоем, сравнительно невелик.
Недостатки «предохранителя», собранного по рассмотренной схеме (рис. 7), — низкий КПД из-за включенного последовательно в цепь нагрузки резистора R3 и не зависящего от нагрузки тока базы транзистора VT1. Последнее характерно и для других подобных устройств [8]. Обе причины, снижающие КПД, устранены в более мощном «предохранителе» с максимальным током нагрузки 5 А, схема которого показана на рис. 8. Его КПД превышает 90 % в более чем десятикратном интервале изменения тока нагрузки. Ток, потребляемый в отсутствие нагрузки, — менее 0,5 мА.
Для уменьшения падения напряжения на «предохранителе» в качестве VT4 применен германиевый транзистор. При токе нагрузки меньше допустимого этот транзистор находится на грани насыщения. Это состояние поддерживает петля отрицательной ОС, которую при открытом и насыщенном транзисторе VT2 образуют транзисторы VT1 и VT3. Падение напряжения на участке коллектор—эмиттер транзистора VT4 не превышает 0,5 В при токе нагрузки 1 А и 0,6 В — при 5 А.
При токе нагрузки, меньшем тока срабатывания защиты, транзистор VT3 находится в активном режиме и напряжение между его коллектором и эмиттером достаточно для открывания транзистора VT6, что обеспечивает насыщенное состояние транзистора VT2 и в конечном итоге — проводящее состояние ключа VT4. С увеличением тока нагрузки ток базы VT3 под действием отрицательной ОС увеличивается, а напряжение на его коллекторе уменьшается до закрывания транзистора VT6. В этот момент и срабатывает защита. Ток срабатывания можно оценить по формуле
где Rэкв — общее сопротивление соединенных параллельно резисторов R4, R6 и R8.
Коэффициент 0,5, как и в предыдущем случае, — экспериментальный. При замыкании нагрузки амплитуда импульсов выходного тока приблизительно в два раза больше тока срабатывания защиты.
Благодаря действию положительной ОС, замыкающейся через конденсатор С2, транзистор VT6, а с ним и VT2—VT4 полностью закрываются, VT5 — открывается. Транзисторы остаются в указанных состояниях до окончания зарядки конденсатора С2 током, текущим через участок база—эмиттер транзистора VT5 и резисторы R7, R9, R11, R12. Так как из перечисленных резисторов самый большой номинал у R12, он и определяет период повторения генерируемых импульсов — приблизительно 2,5 с.
После окончания зарядки конденсатора С2 транзистор VT5 закроется, VT6 и VT2—VT4 откроются. Конденсатор С2 приблизительно за 0,06 с разрядится через транзистор VT6, диод VD1 и резистор R11. При замкнутой нагрузке коллекторный ток транзистора VT4 в это время достигает 8…10 А. Затем цикл повторится. Однако во время первого же после устранения перегрузки импульса транзистор VT3 не войдет в насыщение и «предохранитель» вернется в рабочий режим.
Интересно, что во время импульса транзистор VT6 не открывается полностью. Этому препятствует образованная транзисторами VT2, VT3, VT6 петля отрицательной ОС. При указанном на схеме (рис. 8) номинале резистора R9 (51 кОм) напряжение на коллекторе транзистора VT6 не опускается ниже 0,3Uвх.
Самая неблагоприятная для «предохранителя» нагрузка — мощная лампа накаливания, у которой сопротивление холодной нити в несколько раз меньше, чем разогретой. Проверка, проведенная с автомобильной лампой 12 В 32+6 Вт, показала, что 0,06 с для разогрева вполне достаточно и «предохранитель» после ее включения надежно входит в рабочий режим. Но для более инерционных ламп длительность и период повторения импульсов возможно придется увеличить, установив конденсатор С2 большего номинала (но не оксидный).
Скважность генерируемых импульсов в результате такой замены останется прежней. Равной 40 она выбрана не случайно. В этом случае, как при максимальном токе нагрузки (5 А), так и при замыкании выхода «предохранителя», на транзисторе VT4 рассеивается приблизительно одинаковая и безопасная для него мощность.
Транзистор ГТ806А можно заменить другим из этой же серии или мощным германиевым, например, П210слюбым буквенным индексом. Если германиевые транзисторы отсутствуют или необходимо работать при повышенной температуре, можно использовать и кремниевые с h31э>40, например, КТ818 или КТ8101 с любыми буквенными индексами, увеличив номинал резистора R5 до 10 кОм. После такой замены напряжение, измеренное между коллектором и эмиттером транзистора VT4, не превышало 0,8 В при токе нагрузки 5 А.
При изготовлении «предохранителя» транзистор VT4 необходимо установить на теплоотвод, например, алюминиевую пластину размерами 80x50x5 мм. Теплоотвод площадью 1,5…2 см2 нужен и транзистору VT3.
Первое включение устройства производите без нагрузки, и прежде всего проверьте напряжение между коллектором и эмиттером транзистора VT4, которое должно быть приблизительно 0,5 В. Затем к выходу через амперметр подключите проволочный переменный резистор сопротивлением 10…20 Ом и мощностью 100 Вт.
Плавно уменьшая его сопротивление, переведите устройство в защитный режим. С помощью осциллографа убедитесь, что переключение режимов происходит без затянутых переходных процессов, а параметры генерируемых импульсов соответствуют указанным выше. Точное значение тока срабатывания защиты можно установить подборкой резисторов R4, R6, R8 (желательно, чтобы их номиналы оставались одинаковыми). При продолжительном замыкании нагрузки температура корпуса транзистора VT4 не должна превышать допустимое для него значение.
ЛИТЕРАТУРА
- Клюев Ю., Абашав С. Стабилизатор напряжения. — Радио, 1975, № 2, с. 23.
- Попович В. Усовершенствование стабилизатора напряжения. — Радио, 1977, № 9, с. 56.
- Поляков В. Теория: понемногу — обо всем. Стабилизаторы напряжения. — Радио, 2000, № 12,с.45,46.
- Каныгин С. Стабилизатор напряжения с защитой от перегрузок. — Радио, 1980. № 8. с. 45. 46.
- За рубежом. Стабилизатор напряжения с защитой от перегрузки. — Радио, 1984, № 9, с. 56.
- Козлов В. Стабилизатор напряжения с защитой от короткого замыкания и перегрузки по току. — Радио, 1998, № 5, с. 52—54.
- Андраав В. Дополнительная защита стабилизатора от перегрева. — Радио, 2000, № 4, с. 44.
- Бобров О. Электронный предохранитель. — Радио, 2001, № 3, с. 54.
— Радио, 1984, № 9, с. 56.
Поиск
Возможна отправка в тот же день. Paypal принят, закажите онлайн сегодня!
Тщательно выберите номер детали, производителя и упаковку из приведенной ниже таблицы, а затем добавьте в корзину, чтобы перейти к оформлению заказа.
Купите сейчас, вам понравится
✓Отправьте заказ в тот же день!
✓Доставка по всему миру!
✓Ограниченная распродажа
✓Легкий возврат.
| Обзор продукта | |
| Название продукта | Поиск |
| Доступное количество | Возможна отправка немедленно |
№ модели. | |
| Код ТН ВЭД | 8529908100 |
| Минимальное количество | Начиная с одной детали |
| Атрибуты продукта | |
| Категории | |
| идентификатор продукта | |
| артикул | |
| gtin14 | |
| мпн | |
| Статус детали | Активный |
Все основные кредитные и дебетовые карты через PayPal.
Paypal (AMEX принимается через Paypal)
Мы также можем принять банковский перевод. Просто отправьте нам электронное письмо с URL-адресами или кодами продукта. Укажите адрес доставки и предпочтительный способ доставки. Затем мы вышлем вам полные инструкции по электронной почте.
Мы никогда не храним данные вашей карты, они остаются в Paypal
Товары отправляются с использованием почтовых услуг и оплачиваются по себестоимости.
Товары будут отправлены в течение 1-2 рабочих дней после оплаты. Доставка может быть объединена при покупке большего количества.
Другие способы доставки могут быть доступны при оформлении заказа — вы также можете сначала связаться со мной для получения подробной информации.
| Судоходная компания | Расчетное время доставки | Информация об отслеживании |
|---|---|---|
| Плоская транспортировочная | 30-60 дней | Нет в наличии |
| Заказная авиапочта | 15-25 дней | В наличии |
| ДХЛ/ЭМС/ФЕДЕРАЛ ЕХПРЕСС/ТНТ | 5-10 дней | В наличии |
| Окончательное время доставки Может быть задержано вашей местной таможней из-за таможенного оформления. | ||
Благодарим за покупку нашей продукции на нашем веб-сайте.
Чтобы иметь право на возмещение, вы должны вернуть продукт в течение 30 календарных дней с момента покупки.
Товар должен быть в том же состоянии, в котором вы его получили, и не иметь никаких повреждений.
После того, как мы получим ваш товар, наша команда профессионалов проверит его и обработает ваш возврат. Деньги будут возвращены на исходный способ оплаты, который вы использовали во время покупки. Для платежей по кредитной карте может потребоваться от 5 до 10 рабочих дней, чтобы возмещение появилось в выписке по кредитной карте.
Если продукт каким-либо образом поврежден или вы инициировали возврат по прошествии 30 календарных дней, вы не имеете права на возмещение.
Если что-то неясно или у вас есть дополнительные вопросы, не стесняйтесь обращаться в нашу службу поддержки клиентов.
Подробнее о программе защиты покупок PayPal.
Получите заказанный товар или верните деньги.
Включает стоимость покупки и первоначальную доставку.
Если вы не получили товар в течение 25 дней, просто сообщите нам об этом, будет выдан новый пакет или замена.
Защита покупателя PayPal
Защита вашей покупки от клика до доставки
Вариант 1) Полный возврат средств, если вы не получили свой заказ
Вариант 2) Полный или частичный возврат средств, если товар не соответствует описанию
Если ваш товар значительно отличается от наше описание продукта, вы можете A: вернуть его и получить полный возврат средств или B: получить частичный возврат средств и сохранить товар.
Спецификация или техническая спецификация в формате PDF доступны для скачивания по запросу.
Почему выбирают нас?
Каковы ваши основные продукты?
| Наша основная продукция | ||
| Интегральные схемы (ИС) | Дискретный полупроводник | Потенциометры, регулируемые R |
| Звук специального назначения | Аксессуары | Реле |
| Часы/хронометраж | Мостовые выпрямители | Датчики, преобразователи |
| Сбор данных | Диакс, Сидак | Резисторы |
| Встроенный | Диоды | Катушки индуктивности, катушки, дроссели |
| Интерфейс | МОП-транзисторы | Фильтры |
| Изоляторы — драйверы затворов | БТИЗ | Кристаллы и осцилляторы |
| Линейный | JFET (эффект поля перехода) | Соединители, межсоединения |
| Логика | ВЧ полевые транзисторы | Конденсаторы |
| Память | ВЧ-транзисторы (BJT) | Изоляторы |
| PMIC | SCR | Светодиод |
| Транзисторы (БЮТ) | ||
| Транзисторы | ||
| Триаки |
Какова цена?
Какой способ оплаты?
Что такое возврат и замена?
Каков минимальный объем заказа вашей продукции?
Когда вы отправите мне детали?
Как разместить заказ?
Предлагаете ли вы техническую поддержку?
Вы предлагаете гарантию?
Как сделать наш бизнес долгосрочным и хорошим?
По любым другим вопросам, пожалуйста, обращайтесь к нам. Мы всегда к вашим услугам!
Электрические и электронные сборки, платы, карты и сопутствующее оборудование: B1481, B1483, B161330-1
Get a Quote
Part Number
Quantity
| MFG SKU | NSN | Item Name | Details | Manufacturer (CAGE) | RFQ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| B1481 | 5998-00-162-2108 | Плата в сборе | Особенности: Интегральная схема 10, печатная плата 1 Общая длина: 7500 дюймов номинальная Overall Width: 4.  188 inches nominal | Digitech Industries Inc. (14031) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| B1483 | 5998-00-162-2109 | Circuit Card Assembly | Special Features: Diode 3, integrated схема 5, печатная плата 1 Общая длина: 7,500 дюймов, номинальная Общая ширина: 4,188 дюйма, номинальная | Digitech Industries Inc. (14031) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| B-1485 B1485 | 5998-01-534-4082 | Circuit Card Assembly | Henschel Inc. (28199) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| B-1485 B1485 | 5998-01-553-8452 | Диммер для печатных плат | III Идентификация конечного изделия: Пришвартованное учебное судно Справочный номер Отличительные характеристики: Различаются по hx qc III Part Name Assigned By Controlling Agency: Pcb, dimmer | Henschel Inc. (28199) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| B1486 | 5998-00-242-2519 | Circuit Card Assembly | Special Features: Печатная плата 1, резистор 48, диод 229 Общая длина: 7,500 дюйма, номинальная Общая ширина: 4,062 дюйма, номинальная | Digitech Industries Inc. (14031) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| B1487 | 5998-00-174-3676 | Сборка схемы. Номинальный | Digitech Industries Inc. (14031) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| B1488 | 5998-01-581-3131 | MDL 1000BASE-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-LX-0019 | Lockheed Martin Corporation () | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| B1494 | 5998-01-299-2140 | Сборка5998-01-299-2140 | Сборка5998-01-299-2140 | 5998-01-299-2140 | 5998-01-299-2140 | .|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| B-15224-4A B152244A | 5998-01-511-4278 Плата в сборе9| 0019 | End Item Identification: Deep sea intervention system | Part Name Assigned By Controlling Agency: Arcnet network interface module International Submarine Engineering (38290) | B-15418 ITEM 32 | B15418ITEM32 5998 -01-510-4798 | Монтажная плата в сборе | Идентификация конечного элемента: Система глубоководного вмешательства | Название детали Присвоено контролирующим агентством: 32 промышленный модуль вывода International Submarine Engineering (38290) | B15506 | 5998-01-114-8847 | Holder, Electrical Card | Printronix Data Printer Div. |  (50653) B15522-1 | B1552221 5998-01-114-8856 | Holder, Electrical Card | 66 | Holder, Electrical Card | 456 | Holder, Electrical Card | 451 | .0390 Общая ширина: номинальная 0,766 дюйма | Общая высота: номинальная 0,605 дюйма Printronix Data Printer Div. (50653) | B-1556 | B1556 5998-01-067-3709 | Circuit Card Assembly | Special Features: Capacitor 20, coil 1, diode 10, fuse 1, plug 7 , печатная плата 1, резистор 36, трансформатор 1, переходник втычной и стойки мтд | Национальные научные лаборатории (15119) | B-1562 | B1562 5998-01-067-37111119 | 5998-01-067-371111119 | 5998-01-067-3711111119 | . |  , микросхема 1, печатная плата 1, резистор 16, транзистор 5 National Scientific Laboratories (15119) | B160450 | 5998-01-171-8615 | Circuit Card Assembly | Rohde & Schwarz Inc. (82199) | B-161050-1 | B1610501 5998-01-343 -9664 | Сборка электронных компонентов | Cubic Defense Applications Inc. (94987) | B16-106 | B16106 5998-01-066-0053 | Circuit Card Assembly | End Item Identification: Calibration | Aeroflex/Weinschel Corporation (93459) | B-161060-1 | B1610601 5998-01-343-9665 | Сборка электронных компонентов | Cubic Defense Applications Inc. |  (94987) B-161070-1 | B1610701 5998-01-343-9666 | Electronic Components Assembly | Cubic Defense Applications Inc. (94987) | B16- 109 | B16109 5998-01-065-8977 | Плата в сборе | Особенности: Конденсатор 56, диод 50, печатная плата 1, резистор 113, транзистор 28 | Aeroflex/Weinschel Corporation (93459) | B161330-1 | B1613301 5998-01-171-5611 | Circuit Card Assembly | Rohde & Schwarz Inc. (82199) | |
(53636) - Мы решаем задачи поиска поставщиков для B1481, B1487, B-15224-4A, B15522-1, B-1556, B-161050-1, B-161060-1, B-160, B16-109, B161330-1 — запчасти NSN, труднодоступные, длительные сроки поставки и устаревшие компоненты.
