Тиристорная защита от кз в блоках питания. Защита блока питания от короткого замыкания с помощью тиристора: схемы и реализация

Как защитить блок питания от короткого замыкания. Какие схемы защиты на тиристоре можно использовать. Как работает тиристорная защита от КЗ. Как реализовать защиту блока питания своими руками.

Принцип работы тиристорной защиты от короткого замыкания

Тиристорная защита от короткого замыкания (КЗ) в блоках питания основана на быстром отключении нагрузки при превышении допустимого тока. Основные преимущества такой защиты:

• Высокое быстродействие — тиристор срабатывает за доли миллисекунды
• Простота схемы
• Надежность
• Возможность автоматического восстановления после устранения КЗ

Принцип работы следующий:

1. В нормальном режиме тиристор открыт и пропускает ток в нагрузку
2. При КЗ резко возрастает ток через токоизмерительный резистор
3. Напряжение на управляющем электроде тиристора превышает пороговое
4. Тиристор закрывается и отключает нагрузку от источника питания
5. После устранения КЗ тиристор снова открывается и подключает нагрузку

Простая схема защиты на одном тиристоре

Рассмотрим базовую схему тиристорной защиты от КЗ:

«`text +——[R1]——+ | | +—+—+ +—+—+ Input | | | | Output ——-| VS |-[R2]—| VT |——— | | | | +—+—+ +—+—+ | | GND GND VS — тиристор VT — силовой транзистор R1 — токоизмерительный резистор R2 — резистор в цепи управления тиристора «`

Принцип работы:

1. В нормальном режиме тиристор VS открыт, транзистор VT также открыт и пропускает ток в нагрузку
2. При КЗ возрастает ток через R1, на управляющем электроде VS появляется отпирающее напряжение
3. Тиристор VS закрывается и запирает транзистор VT
4. Нагрузка отключается от источника питания

Преимущества данной схемы — простота и надежность. Недостаток — отсутствие регулировки тока срабатывания.

Схема защиты с регулировкой тока срабатывания

Для возможности настройки порога срабатывания защиты можно использовать более сложную схему:

«`text +——[R1]——+ | | +—+—+ +—+—+ Input | | | | Output ——-| VS |-[R2]—| VT |——— | | | | +—+—+ +—+—+ | +—[R3]—+ GND | | [VR] GND | GND VS — тиристор VT — силовой транзистор R1 — токоизмерительный резистор R2 — резистор в цепи управления тиристора R3 — ограничительный резистор VR — подстроечный резистор для регулировки тока срабатывания «`

В этой схеме добавлен делитель напряжения на резисторах R3 и VR. Изменяя сопротивление VR, можно регулировать напряжение на управляющем электроде тиристора VS, тем самым настраивая порог срабатывания защиты.

Как рассчитать параметры схемы защиты

Для правильной работы схемы защиты необходимо правильно рассчитать номиналы компонентов:

1. Токоизмерительный резистор R1: R1 = 0.7В / Imax, где Imax — максимальный допустимый ток
2. Резистор R2 в цепи управления: R2 = (Vcc — 0.7В) / (10 * Igt), где Vcc — напряжение питания, Igt — ток управления тиристора
3. Тиристор VS выбирается по максимальному току и напряжению
4. Транзистор VT должен выдерживать максимальный ток нагрузки

При расчете важно учитывать рассеиваемую мощность на элементах схемы и при необходимости использовать радиаторы охлаждения.

Реализация защиты в лабораторном блоке питания

Рассмотрим пример реализации тиристорной защиты в схеме лабораторного блока питания:

«`text +—[R1]—+ | | +—-+—+ +—+—+ +—-| | | | | | VS |—| VT |—-+—-[Output] [AC] | | | | | | [In] | +——+ +—+—+ | | | | | +——+ | | +—-| | | [R4] | Ctrl |—-+ | | | GND +——+ | GND VS — тиристор VT — регулирующий транзистор R1 — токоизмерительный резистор R4 — нагрузочный резистор Ctrl — схема управления и стабилизации «`

В этой схеме:

• Тиристор VS обеспечивает быструю защиту от КЗ
• Транзистор VT регулирует выходное напряжение
• Схема управления Ctrl обеспечивает стабилизацию напряжения и управление защитой

При возникновении КЗ тиристор VS мгновенно закрывается, отключая нагрузку. После устранения КЗ схема управления снова открывает тиристор, восстанавливая нормальную работу.

Преимущества использования тиристорной защиты

Тиристорная защита от короткого замыкания имеет ряд существенных преимуществ:

• Высокое быстродействие — защита срабатывает за доли миллисекунды
• Надежность — минимум компонентов, высокая отказоустойчивость
• Возможность автоматического восстановления после устранения КЗ
• Простота реализации — не требуется сложных схем управления
• Низкая стоимость компонентов

Эти преимущества делают тиристорную защиту оптимальным выбором для многих типов блоков питания, особенно в лабораторных и промышленных применениях.

Ограничения тиристорной защиты

Несмотря на множество достоинств, тиристорная защита имеет некоторые ограничения:

• Невозможность ограничения тока на заданном уровне — защита работает по принципу «все или ничего»
• Возможны ложные срабатывания при больших пусковых токах нагрузки
• Необходимость правильного расчета и подбора компонентов для надежной работы
• Сложность реализации в импульсных источниках питания

Учитывая эти ограничения, в некоторых случаях могут быть более предпочтительны другие типы защиты, например, на основе специализированных микросхем или с использованием микроконтроллеров.

Практические советы по реализации тиристорной защиты

При разработке и реализации схемы защиты на тиристоре следует учитывать следующие рекомендации:

1. Выбирайте тиристор с запасом по току и напряжению
2. Используйте быстродействующие тиристоры для минимизации времени срабатывания
3. Обеспечьте надежное охлаждение силовых элементов схемы
4. Предусмотрите возможность регулировки тока срабатывания
5. Добавьте индикацию срабатывания защиты (например, светодиод)
6. Тщательно рассчитайте и подберите номиналы всех компонентов
7. Проведите тестирование схемы в различных режимах работы

Соблюдение этих рекомендаций поможет создать надежную и эффективную схему защиты от короткого замыкания.

Защита на тиристоре от кз

Тема раздела Самодельная электроника, компьютерные программы в категории Общие вопросы ; В общем сделал себе блок питания. Но нет защиты, хотелось бы сделать защиту от КЗ ампер на , если будет Правила форума. Правила Расширенный поиск. Защита блока питания от КЗ Тема раздела Самодельная электроника, компьютерные программы в категории Общие вопросы ; В общем сделал себе блок питания.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Каталог радиолюбительских схем
• Защита тиристоров от различных аварийных ситуаций
• Защита с полупроводниковыми элементами
• Защита блока питания от КЗ
• 4. 3. Защита тиристоров от перегрузок и токов короткого замыкания
• Защита блока питания от КЗ
• Защита от переполюсовки зарядного устройства
• Устройство защиты для зарядного
• Защита БП от КЗ

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Защита БП от КЗ. Расчёт схемы

Каталог радиолюбительских схем

Одним из главных достоинств тиристора является его малые габаритные размеры. Однако, одновременно с уменьшением габаритных размеров тиристора уменьшается и его постоянная нагрева и, соответственно, ухудшаются условия теплоотдачи.

Именно его высокая тепловая чувствительность возлагает большую ответственность на средства защиты тиристора. Ниже приведены типичные аварийные режимы и средства защиты от них. Все выше перечисленные преобразователи имеют свои плюсы и минусы. Разберемся с каждым в отдельности.

При наличии на тиристоре прямого напряжении в момент подачи управляющего импульса происходит открывание тиристора и через него начинает протекать ток. Этот ток начинает протекать в непосредственной близости от управляющего электрода и постепенно распространяется на всю площадь перехода.

Поэтому если в начальный момент времени открытия тиристора скорость нарастания тока будет слишком велика, то его плотность вблизи управляющего перехода будет слишком высока, что вызовет перегрев, который может привести к выходу элемента из строя. Поэтому в цепь анодную тиристора могут включатся небольшие реакторы. При прямом падении напряжения к внешним переходам J 1 и J 3 структурная схема здесь приложено прямое напряжение, а к переходу внутреннему J 3 — обратное.

Эквивалентной емкостью обладает J 3 , следствием чего станет протекание тока при подаче напряжения:. Для регулирования выделяемой на резисторе мощности используют тиристор. Необходимо определить параметры защитных цепей. Схема показана ниже:. Итак, мы знаем, что напряжение на конденсаторе не меняется мгновенно, а также то, что полупроводниковый элемент имеет довольно большое внутреннее сопротивление в зоне низкой проводимости. Поэтому при замыкании Q схему можно заменить на эквивалентную:.

Если сопротивление R ш будет слишком малым, то это приведет к довольно большим потерям в нем. Из схемы выше можно увидеть, что в момент замыкания ключа Q абсолютно все напряжения источника питания до открытия тиристора будет приложено к конденсатору С. Это приведет к тому, что в момент открытия вентильного ключа произойдет резкий бросок тока, и его пиковое значение будет тем выше, чем меньше будет значение сопротивления R ш.

Довольно частые значения R ш и С ш составляют 10 Ом и 0,1 мкФ. При известном значении R ш можно найти индуктивность реактора L:. В открытом состоянии полупроводниковый вентиль имеет довольно малое сопротивление и падение напряжения на нем не превышает В. Это относительно небольшое падение, при значительных токах анодных приводит к серьезным тепловым потерям, которые способны вызвать выход прибора из строя.

Для предотвращения перегрева полупроводниковых устройств их крепят на специальные радиаторы, которые способствуют теплоотведению. Если теплоотводящих свойств радиатора недостаточно — применяют принудительное охлаждение. Не всегда процесс работы полупроводника проходит в нормальных условиях. Иногда, при ударах молний, не удовлетворительных условиях коммутации, переходных процессах на полупроводниковом ключе может возникнуть перенапряжение.

Для защиты от перенапряжений используют нелинейные элементы, сопротивление которых зависит от напряжения например, стабилитрон. Они подключаются параллельно элементу, и, при больших напряжениях шунтируют силовую цепь. Полупроводник имеют относительно небольшую теплоемкость, поэтому они довольно плохо переносят перегрузку, работу при импульсных токах, а также краткосрочные броски тока.

Для обеспечения защиты от таких режимов используют старые добрые проверенные методы, а именно — автоматические выключатели и плавкие предохранители. Автоматические выключатели обеспечивают защиту от перегрузок, а плавкие предохранители от коротких замыканий КЗ. Время срабатывания защитной аппаратуры должно соответствовать характеристикам защищаемых элементов. Также самым важным фактором должно быть отключение прибора от сети при возникновении аварийных ситуаций до его выхода из строя.

Именно исходя из этого условия и подбирают защитную аппаратуру. Управляющие цепи требуют защит, как от аварийных токов, так и от перенапряжений. Поскольку их мощность малая, то это позволяет применять простые способы защиты — от напряжений стабилитроны, от токов — токоограничивающие резисторы. Немаловажным фактором является и защита от ложных срабатываний.

Ложное срабатывание может происходить из-за коммутации соседних вентилей или же возможных сетевых помех, которые могут вызывать переход тиристора в открытое состояние. Довольно часто между катодом и выводом управляющего электрода устанавливают конденсатор и резистор, выполняющий роль фильтра.

На рисунке ниже показана схема защиты тиристора:. Защиты, рассмотренные выше, не всегда могут обеспечить должный уровень защиты. Для организации защиты тиристорных преобразователей может использоваться большое количество схемных решений. Самое распространенное из них — блокировка импульсов управления. Также могут использовать дополнительный параллельный тиристор, который будет шунтировать основной до срабатывания основной защиты автоматический выключатель.

Возможна схема с емкостным гасящим устройством, применима для инверторов с аварийным режимом при включении элементов одного плеча. Применима для инверторов с реверсом тока , состоит из конденсатора обладающего небольшой емкость, включенного сразу реактором фильтра.

При одновременном включении двух элементов ток переводится в гасящий конденсатор, и полуволна отрицательная, которая образуется в колебательном LC контуре запрет тиристоры.

Ну и, соответственно, параметры реактора и конденсатора подбирают таким образом, чтоб образованные в данном контуре токи не превысили допустимые токи элементов. Предохранитель не должен перегорать при каждом импульсе тока.

Более того, данный контур может применяться и как коммутирующий. Ваш e-mail не будет опубликован. Сохранить моё имя, email и адрес сайта в этом браузере для последующих моих комментариев. Skip to content. Меню Главная Калькулятор Контакты. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш e-mail не будет опубликован.

Защита тиристоров от различных аварийных ситуаций

Из-за небольшого объема и веса переходных слоев кремниевых тиристоров теплоемкость последних очень мала и они не допускают даже кратковременных перегрузок по току продолжительностью более нескольких десятых долей секунды. Любое короткое замыкание в цепи тиристора, даже если схема будет отключена автоматом или предохранителем обычного типа без дополнительных мер защиты , приведет к разрушению тиристора. Поэтому для защиты тиристоров от сверхтоков необходимо применять следующие меры:. I н нагрузки; I н. Токовременные перегрузочные характеристики тиристора и быстродействующего предохранителя типа ПНБ приведены на рис. Из характеристик видно, что при длительности перегрузки в несколько секунд протекающий через тиристор ток может лишь незначительно превышать номинальный Iн.

5 янв. г.- Блок питания с регулированием и защитой от короткого замыкания» Электрик.

Защита с полупроводниковыми элементами

Выпрямительные диоды в зарядных устройствах могут быть выведены из строя при случайном замыкании выходных проводов или неправильном подключении аккумуляторной батареи. Устройство, схема которого представлена на рисунке, исключает протекание зарядного пока, если напряжение на выходных зажимах, ниже некоторого значения. Тиристор VS1 отпирается коллекторным током транзистора VT1, когда мгновенное значение каждой полуволны выпрямленного напряжения превышает напряжение на аккумуляторе. Если же напряжение на выходных клеммах равно нулю, что может быть вызвано коротким замыканием, то транзистор VT1 закрыт и тиристор остается в непроводящем состоянии. Этот блок может быть дополнением к существующему зарядному устройству, но при этом напряжение вторичной обмотки сетевого трансформатора должно быть повышено примерно на 1В для компенсации падения напряжения на тиристоре. Резистором R4 устанавливается порог напряжения, ниже которого тиристор открываться не будет. Имя обязательно. Почта обязательно. Ответ:

Защита блока питания от КЗ

Войти через uID. Например: TDA Мы рады вас видеть. Пожалуйста зарегистрируйтесь или авторизируйтесь! Войти через uID Старая форма входа.

Защита от переполюсовки зарядного устройства вещь очень полезная, а иногда и необходимая.

4.3. Защита тиристоров от перегрузок и токов короткого замыкания

Устройство относится к промышленной автоматике, нагрузки — соленоиды, клапаны, электродвигатели 50 Вт, Вт, 5кВт , тэны, и т. Соответственно сигнал превышения тока будет получен и в тот же полупериод сигнал открывания тиристора будет снят. Предохранители ставить не хотелось бы, поскольку почти без разницы что менять — предохранитель или тиристор — все-равно лезть в плату. Плюс, автоматическое возобновление работы позволило бы сделать диагностику — поиск неисправного канала. А выключают и то, и другое, закорачиванием основного ключа через ёмкость дополнительным, обычно таким же. Зачем отпирающий сигнал держать на всем интервале времени отпирания?

Защита блока питания от КЗ

В радиолюбительской практике хорошо зарекомендовали себя простые тиристорные устройства защиты блоков питания от перегрузок по току, например описанные в [1] и [2]. Схема, изображенная на рис. Как показала практика, при использовании кремниевых транзисторов и токе нагрузки не более Даже разогретый регулирующий транзистор надежно запирается тиристорной защитой. Это позволило «облегчить» схему — в цепь анода тиристора вместо реле включается светодиод сигнализации перегрузки. Ток через тиристор в такой схеме уменьшается, и можно использовать КУ вместо КУ или КУ, при этом повышается быстродействие защиты. По схеме рис.

Защита по току или защита от короткого замыкания (КЗ) — наверное самый распространенный вид защиты потому, что.

Защита от переполюсовки зарядного устройства

Схема отличается предельной простотой, но, несмотря на это, вполне надежно защищает не только трансформатор и выпрямительные диоды, но и выходные транзисторы стабилизаторов если они имеют некоторый запас по току коллектора. Кроме того, лампа накаливания, используемая в качестве ограничителя тока, одновременно служит и индикатором перегрузки. Подобное устройство будет весьма полезно и автолюбителям, если установить его перед бортовой розеткой, к которой подключаются внешние потребители, к примеру, переноска, шнур которой легко передавить дверцей. Работает устройство следующим образом.

Устройство защиты для зарядного

Одним из главных достоинств тиристора является его малые габаритные размеры. Однако, одновременно с уменьшением габаритных размеров тиристора уменьшается и его постоянная нагрева и, соответственно, ухудшаются условия теплоотдачи. Именно его высокая тепловая чувствительность возлагает большую ответственность на средства защиты тиристора. Ниже приведены типичные аварийные режимы и средства защиты от них.

Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе.

Защита БП от КЗ

Дневники Файлы Справка Социальные группы Все разделы прочитаны. Защита для блока питания. Доброго времени суток. Делаю защиту для блока питания. Схема прилагается.

Ребят хело! Вчера произошла беда с моим лабораторным блоком питания, а именно сжег 2 транзистора Причина…короткое замыкание Вот решил собрать схему защиты! Схема позаимствована у АКА касьяна!

для лабораторного и регулируемого, как сделать своими руками

Автор Акум Эксперт На чтение 8 мин Просмотров 28к. Опубликовано 01. 03.2021 Обновлено 05.12.2022

Практически каждый автолюбитель имеет в своем арсенале сетевое зарядное устройство. Но, к сожалению, далеко не все подобные приборы оснащены защитой от короткого замыкания. То же самое можно сказать о лабораторных блоках питания – обязательном инструменте любого радиотехника. В этой статье мы рассмотрим схемы защиты от КЗ для блока питания и зарядного устройства.

Содержание

1. 3 схемы на транзисторах и тиристорах
2. Простейшая на биполярном транзисторе
3. На полевом транзисторе
4. На тиристоре
5. Схема защиты на реле
6. На одном реле
7. На реле и однопереходном транзисторе
8. Регулируемый блок питания с защитой от кз своими руками

3 схемы на транзисторах и тиристорах

Для начала рассмотрим схемы защиты блока питания на полупроводниковых компонентах. Они просты, надежны и, главное, обладают большим, чем у схем с электромагнитным реле быстродействием.

Простейшая на биполярном транзисторе

Эта несложная для повторения конструкция подойдет для относительно маломощного (до 5-6 А) блока питания или В качестве управляющего ключа в блоке защиты используется довольно распространенный и недорогой кремниевый  транзистор КТ819.

Схема защиты от КЗ на биполярном транзисторе

Пока ток, протекающий через токоизмерительный резистор R3 в нагрузку не превышает допустимого, управляющий транзистор Т2 закрыт. А Т1 благодаря напряжению смещения с резистора R1 открыт. Нагрузка получает питание. При перегрузке или коротком замыкании на выходе схемы напряжение, вызванное падением на токоизмерительном резисторе R3, открывает T2. Тот в свою очередь запирает ключ Т1, одновременно зажигая светодиод LED1 «Перегрузка». В этом состоянии схема будет находиться до тех пор, пока ток потребления нагрузкой не войдет в допустимый диапазон.

На месте Т1 могут работать транзисторы 2N5490, 2N6129, 2N6288, 2SD1761, BD291, BD709, BD953, КТ729.  Т2 – любой маломощный кремниевый транзистор типа n-p-n. К примеру, популярный  КТ315 с любой буквой. Светодиод – любой индикаторный. Наладка схемы сводится к подбору номинала резистора R3, выполненного из куска нихромового провода. Чем ниже сопротивление резистора, тем выше ток, при котором сработает защита. Силовой транзистор Т1 нужно установить на радиатор с эффективной площадью рассеивания не менее 300 мм².

Схема устойчиво работает при напряжении  от 8 до 25 В. Если оно иное, придется подобрать номиналы резисторов. R1 должен надежно отпирать силовой транзистор Т1 при отсутствии перегрузки. От номиналов R2, R3 будет зависеть порог срабатывания схемы по току.

На полевом транзисторе

В этой конструкции в качестве силового ключа используется полевой транзистор, имеющий меньшее, чем биполярный падение напряжения и способный коммутировать больший ток.

Схема защиты от КЗ на полевом транзисторе 

Пока ток через нагрузку не превышает критический, падение напряжения на токоизмерительном резисторе R1 невелико, транзистор Т2 закрыт. Т1 открывается напряжением, которое подаётся через LED1. В это время ток, протекающий через светодиод и резистор R4 очень мал и светодиод не светится.

При коротком замыкании или перегрузке падение напряжения на токоизмерительном резисторе увеличивается, транзистор Т2 открывается и запирает полевой транзистор, отключая нагрузку. При этом ток через светодиод увеличивается и последний начинает светиться, указывая на перегрузку. Налаживание конструкции сводится к подбору номинала токоизмерительного резистора R1 – чем его сопротивление ниже, тем при большем токе нагрузки включится защита. Защита отключится при снятии питания

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос

Если вместо постоянного резистора R4 установить подстроечный номиналом около 10 кОм, то регулировать ток срабатывания схемы можно им в достаточно широком диапазоне и без подбора R1. При указанных на схеме элементах и выходном напряжении 13-14 В (ЗУ для автомобильного аккумулятора) ток срабатывания защиты составляет около 8 А.

В узле можно использовать практически любые полевые транзисторы, выдерживающие ток 15-20 А и соответствующее напряжение. Подойдут, к примеру, IRFZ40, IRFZ44, IRFZ46, IRFZ48. Если ток через нагрузку не будет превышать 8 А транзистору радиатор не нужен. Т2 – любой маломощный кремниевый n-p-n проводимости, скажем КТ315 или КТ3102.

На тиристоре

Эта схема предназначена для защиты от короткого замыкания зарядного устройства, но может работать с любым трансформаторным блоком питания без сглаживающих конденсаторов.

Схема защиты зарядного устройства на тиристоре 

Пока ток через нагрузку не превышает нормальный, T1 открыт. При этом при каждой полуволне напряжения коллекторным током открытого транзистора открывается тиристор, питая нагрузку. При коротком замыкании выходное напряжение падает, Т1 закрывается и запирает тиристор. Критическое напряжение, а значит, и порог срабатывания настраивается потенциометром Р1. В схеме можно использовать любой тиристор серии КУ202, Транзистор КТ814 можно заменить на BD136, BD138, BD140. Тиристор необходимо установить на радиатор площадью не менее 300 см².

При необходимости сглаживающие конденсаторы можно установить после блока и использовать конструкцию в качестве обычного БП. Но в этом случае на выходе конструкции нужно установить токоограничивающий резистор номиналом 0.1 – 1 Ом. В противном случае схема  будет срабатывать от перегрузки во время зарядки конденсаторов.

Схема защиты на реле

А теперь перейдем к конструкциям, в которых в качестве управляющего элемента используется электромагнитное реле. С одной стороны это несколько снижает надежность – контакты реле при больших токах могут подгорать. Но с другой такие схемы достаточно просты и могут использоваться с БП, рассчитанные на разное выходное напряжение – достаточно подобрать реле нужного типа.

На одном реле

Конструкция исключительно проста, содержит минимум деталей и не нуждается в настройке. Единственно, как было отмечено выше, необходимо подобрать реле по напряжению срабатывания и соответствующей мощности.

Блок защиты от короткого замыкания на одном реле

Работает устройство следующим образом. В исходном положении горит светодиод LED2, нагрузка обесточена. При нажатии на кнопку S2 на обмотку реле К1 поступает питание и оно срабатывает, подключая нагрузку к источнику питания и одновременно отключая кнопку и светодиод LED2. При этом конденсатор С1 служит для задержки отключения реле на время переключения его контактов. Вместе с нагрузкой питание через диод D1 поступает на обмотку К1 и оно становится на самоблокировку. Кнопку можно отпустить. Загорится светодиод LED1, сигнализируя о том, что нагрузка питается.

При коротком замыкании напряжение в цепи питания реле падает, и его отпускает, отключая нагрузку и снова подключая кнопку. LED1 гаснет, LED2 загорается. Для того, чтобы перезапустить узел необходимо устранить перегрузку и снова нажать кнопку S1.

Важно! При указанном на схеме реле устройство можно использовать с 12-ти вольтовым БП или зарядным устройством. Если напряжение источника отличается, необходимо подобрать реле, срабатывающего от этого напряжения.

На реле и однопереходном транзисторе

Эта схема несколько сложнее предыдущей, но она позволяет регулировать ток срабатывания защиты.

Защита от перегрузки с регулировкой порога срабатывания

Пока ток через нагрузку не превышает определенного значения, составной транзистор T1, T2 закрыт. При увеличении тока падение напряжения на токоизмерительном резисторе R1 заставляет открыться Т1 и Т2, а вслед за ними и сработать реле К1. Реле отключает нагрузку и подключает к плюсовой шине резистор R4, не позволяющий отключиться реле.

Чтобы привести конструкцию в исходное состояние, достаточно нажать на кнопку S2. Реле отключится, нагрузка снова получит питание. Если причина КЗ не устранена, то после отпускания кнопки защита сработает вновь. Величину тока срабатывания можно регулировать при помощи переменного резистора P1.

Важно! Не рекомендуется держать кнопку S2 длительное время. Если причина КЗ не устранена, то БП будет перегружен и сгорит, так как узел защиты будет принудительно отключен.

В блоке можно использовать транзисторы КТ805 с любой буквой, 2SC2562, 2N3054 (Т2) и любые маломощные кремниевые транзисторы структуры p-n-p. Напряжение срабатывания реле должно быть несколько ниже напряжения источника питания. LED1 «Перегрузка» – любой индикаторный.

Регулируемый блок питания с защитой от кз своими руками

Этот на специализированной  микросхеме LM723. Он позволяет регулировать выходное напряжение от 2 до 30 В, имеет защиту от короткого замыкания и обеспечивает ток до 20 А.

Схема лабораторного блока питания с защитой от КЗ

Сердцем устройства является микросхема, представляющая собой регулятор напряжения с защитой от перегрузки. Поскольку выходная мощность микросхемы невелика, она оснащена мощным ключом, собранным на транзисторах VT1-VT5. Резисторы R4, R6, R8, R10 – токовыравнивающие. Они компенсируют разброс коэффициентов передачи транзисторных ключей.

Датчик тока собран на резисторах R5, R7, R9, R11, включенных параллельно. Он подключен к выводам 2 и 3 микросхемы. Как только напряжение на этих выводах станет больше 0.6 В, сработает защита по току и закроет силовые транзисторы. Резистор R2 служит для регулировки выходного напряжения. Мощные транзисторы установлены на общий радиатор площадью около 1000 см2. Изолировать их от радиатора не нужно.

Вместо указанных на схеме 2N3055 можно установить КТ819. Выпрямительные диоды должны выдерживать ток 30 А и обратное напряжение не ниже 50 В. Трансформатор выдает напряжение 35 В и обеспечивает ток 25 А.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос

Не следует путать защиту от перегрузки со стабилизацией тока. Эта схема не обеспечивает стабилизацию на заданном уровне, а просто отключает нагрузку при превышении определенного тока.

Вот мы и закончили краткий обзор схем защиты от КЗ, которые можно использовать в заводских и и зарядных устройствах. Несмотря на то, что конструкции довольно простые, они вполне справятся со своей задачей и спасут жизнь блоку питания при небрежном с ним обращении.

Сейчас читают:

SCR Тиристорный ломик — схема защиты от перенапряжения » Примечания по электронике

Тиристор или тиристор может служить простым средством обеспечения защиты от перенапряжения для источников питания с использованием схемы лома.

---

Схема тиристора Включает:
Руководство по проектированию схемы тиристора Схема работы Схема запуска/запуска Лом перенапряжения Симисторные схемы

---

Источники питания обычно надежны, но если они выходят из строя, они могут нанести значительный ущерб питающей их схеме, хотя маловероятно, что это может случиться и происходит.

Основное опасение заключается в том, что цепь питания может выйти из строя таким образом, что на шину питания для электронных схем конкретного элемента может быть подано гораздо большее напряжение. Это намного большее, чем обычно, напряжение может привести к мгновенному разрушению многих устройств в цепи.

Цепь тиристора или тиристора, обозначение

Тиристор или тиристор может предложить очень простой, но эффективный метод обеспечения цепи лома для защиты от этой случайности и обеспечения дополнительной безопасности и спокойствия для любого, кто использует оборудование.

Режимы отказа аналогового источника питания

Одним из видов неисправности для многих источников питания с аналоговым регулированием является отказ последовательного проходного транзистора с возникновением короткого замыкания между коллектором и эмиттером.

В этом случае на выходе может появиться полное нестабилизированное напряжение, а для многих регуляторов аналоговой серии требуется входное напряжение, по крайней мере, в 1,5-2 раза превышающее выходное напряжение.

Если бы это произошло, то во всей системе возникло бы невыносимо высокое напряжение, что привело бы к выходу из строя многих интегральных схем и других компонентов.

Глядя на соответствующие напряжения, очень легко понять, почему включение защиты от перенапряжения так важно. Типичный источник питания может обеспечивать 5 вольт, стабилизированных для логической схемы. Чтобы обеспечить достаточное входное напряжение для адекватной стабилизации, подавления пульсаций и т.п., входное напряжение регулятора источника питания может находиться в диапазоне от 10 до 15 вольт.

Даже 10 вольт было бы достаточно, чтобы разрушить многие микросхемы, используемые сегодня, особенно более дорогие и сложные. Соответственно предотвращение этого имеет большое значение.

Цепь защиты от перенапряжения тиристора/тиристора

Показанная схема тиристорного ломика очень проста, в ней используется всего несколько компонентов. Он может использоваться во многих источниках питания и даже может быть установлен в тех случаях, когда не может быть встроена защита от перенапряжения.

В нем используются всего четыре компонента: кремниевый управляемый выпрямитель или SCR, стабилитрон, резистор и конденсатор.

Тиристорная схема защиты от перенапряжения

Перемычка или схема защиты SCR от перенапряжения подключается между выходом источника питания и землей. Напряжение на стабилитроне выбрано немного выше, чем на выходной шине.

Обычно 5-вольтовая шина может работать с 6,2-вольтовым стабилитроном. Когда напряжение на стабилитроне достигнуто, через стабилитрон будет протекать ток и запускать управляемый кремнием выпрямитель или тиристор.

Это затем создаст короткое замыкание на землю, тем самым защитив питаемую схему от любого повреждения, а также перегорит предохранитель, который затем отключит напряжение от последовательного регулятора.

Так как кремниевый управляемый выпрямитель, SCR или тиристор способен проводить относительно большой ток — даже довольно средние устройства могут проводить ток в пять ампер, а короткие пики тока могут составлять 50 и более ампер, дешевые устройства могут обеспечить очень хороший уровень защиты. за небольшую стоимость.

Кроме того, напряжение на SCR будет низким, обычно всего один вольт при срабатывании, и в результате теплоотвод не является проблемой.

Небольшой резистор, часто около 100 Ом, от затвора тиристора или тринистора до земли требуется, чтобы стабилитрон мог обеспечить разумный ток при включении.

Этот резистор также ограничивает напряжение затвора на уровне потенциала земли до тех пор, пока не включится стабилитрон. Конденсатор C1 присутствует, чтобы гарантировать, что короткие всплески не вызовут срабатывание цепи.

Может потребоваться некоторая оптимизация при выборе правильного значения, хотя 0,1 мкФ является хорошей отправной точкой.

Если источник питания будет использоваться с радиопередатчиками, может потребоваться более сложная фильтрация на входе затвора, иначе РЧ от передатчика может попасть в затвор и вызвать ложное срабатывание. Конденсатор C1 должен присутствовать, но также может помочь небольшая индуктивность. Ферритовой шайбы может быть даже достаточно.

Эксперимент, чтобы убедиться, что временная задержка срабатывания тиристора не слишком велика при удалении ВЧ. Также может помочь фильтрация на линии питания к/от передатчика.

Ограничение цепи лома

Хотя эта схема защиты от перенапряжения широко используется, она имеет некоторые ограничения.

• Напряжение срабатывания ломика:   Напряжение срабатывания тиристорного ломика устанавливается диодом Зенера. Необходимо выбрать стабилитрон с правильным напряжением. Стабилитроны не регулируются, и в лучшем случае они имеют допуск 5%. Напряжение срабатывания должно быть значительно выше номинального выходного напряжения источника питания, чтобы гарантировать, что любые всплески, которые могут появиться на линии, не вызовут срабатывания цепи.
• Восприимчивость к радиочастотам:   Если источник питания будет использоваться для питания передатчика, требуется фильтрация на линии к передатчику и от него, а также тщательная разработка защиты от шипов на затворе.
• Порог цепи :   Принимая во внимание все допуски и пределы, гарантированное напряжение, при котором может сработать цепь, может быть на 20–40 % выше номинального в зависимости от напряжения источника питания. Чем ниже напряжение, тем больше необходимый запас. Часто при напряжении питания 5 вольт могут возникнуть трудности с его проектированием, чтобы защита от перенапряжения срабатывала при напряжении ниже 7 вольт, что может привести к повреждению защищаемых цепей.

Эта простая тиристорная схема может быть очень эффективной. Он прост, пусть и немного грубоват, но может защитить дорогостоящее оборудование от возможного выхода из строя последовательного элемента регулятора.

Дополнительные схемы и схемы:
Основы операционных усилителей Схемы операционных усилителей Цепи питания Транзисторная конструкция Транзистор Дарлингтона Транзисторные схемы схемы полевых транзисторов Символы цепи
    Вернитесь в меню проектирования схем . . .

Цепь лома | Проектирование с использованием тиристора, рабочий

В этом уроке мы познакомимся с простой, но эффективной схемой, называемой схемой лома. По сути, это схема защиты от перенапряжения. Мы рассмотрим концепцию схемы, ее конструкцию с использованием тиристора / SCR, работу схемы, а также некоторые важные ограничения.

[адсенс1]

Краткое описание

Введение

Источники питания являются важным компонентом электрических и электронных схем. Обычно они очень надежны и могут обеспечить хорошее и чистое питание основных цепей. Фактически, срок службы, надежность и долговечность любой электронной системы зависят от хорошего источника питания.

Если блок питания по какой-либо причине выйдет из строя, подключенная к нему цепь будет значительно повреждена, иногда без возможности восстановления. Например, одной из распространенных проблем с линейными источниками питания является выход из строя транзистора с последовательным проходом.

При коротком замыкании между выводами коллектора и эмиттера проходного транзистора транзистор выходит из строя и на выходе будет очень высокое и нерегулируемое напряжение. Если это высокое напряжение подается на основную систему, то чувствительные компоненты, такие как интегральные схемы, будут повреждены из-за значительного перенапряжения.

Таким образом, на выходе источника питания обычно используют простую схему защиты от перенапряжения, чтобы в случае неожиданного скачка напряжения не повредить силовую цепь или нагрузку. Это делается с помощью Crowbar Circuit.

[адсенс2]

Что такое ломовая цепь?

A Crowbar Circuit — это простая электрическая цепь, которая предотвращает повреждение цепей (нагрузку источника питания) в случае перенапряжения источника питания. Он защищает нагрузку, закорачивая выходные клеммы источника питания при обнаружении перенапряжения.

Когда выходные клеммы источника питания закорочены, большой ток перегорает предохранитель и, таким образом, отключает источник питания от остальной цепи. Следовательно, простыми словами, работа Crowbar Circuit заключается в обнаружении перенапряжения и перегорании предохранителя (иногда срабатывает автоматический выключатель).

Как правило, цепи Crowbar спроектированы с использованием тиристора (SCR) или симистора в качестве основного закорачивающего устройства.

Схема схемы лома

Теперь, когда у нас есть общее представление о схеме лома, мы приступим к ее разработке. В этом уроке я покажу две типичные конструкции, в одной из которых используется тиристор/тиристор, а в другой используется симистор в качестве закорачивающего устройства.

Лом с использованием тиристора

На следующем рисунке показана первая конструкция с использованием тиристора. Все компоненты, необходимые для построения этой схемы, упомянуты ниже.

• Тиристор (Q1)
• Стабилитрон (ZD1)
• Диод Шоттки (SD1)
• Конденсатор фильтра (C1)
• Снабберный конденсатор (C2)
• Подтягивающий резистор (R1)
• Предохранитель (F1)

Работа

Работа этой схемы очень проста. Зенеровский диод (ZD1) — это компонент, определяющий перенапряжение. Обычно пороговое напряжение стабилитрона выбирается чуть выше выходного напряжения источника питания (на 1В больше выходного напряжения).

Когда возникает перенапряжение и напряжение достигает порогового напряжения стабилитрона, он начинает проводить. Если напряжение продолжает расти, падение напряжения на резисторе R1 и выводе затвора SCR (Q1) будет увеличиваться.

Первоначально, когда стабилитрон не проводит ток, резистор R1 действует как подтягивающий резистор, чтобы клемма затвора тиристора оставалась в НИЗКОМ состоянии. Но когда стабилитрон начинает проводить и напряжение на резисторе R1 увеличивается, напряжение затвора также увеличивается.

Когда напряжение на клемме Gate превышает его пороговое значение (обычно между 0,6 В и 1 В), тиристор начинает проводить, что по существу обеспечивает короткое замыкание между шинами питания. В результате этого короткого замыкания перегорает предохранитель.

Здесь важно помнить, что номинальный ток тиристора должен быть больше, чем у предохранителя. Кроме того, общее напряжение запуска представляет собой сумму порогового напряжения стабилитрона и порогового напряжения тиристора.

В схеме есть несколько других компонентов, и давайте посмотрим на их назначение в этой схеме. Во-первых, конденсатор C1 является фильтрующим конденсатором, используемым для уменьшения шума и небольших скачков напряжения, а также для предотвращения ненужного срабатывания цепей.

Конденсатор C2 является снабберным конденсатором и предотвращает случайное срабатывание тиристора во время включения цепей. Наконец, диод Шоттки действует как обратный защитный диод, чтобы предотвратить срабатывание основной цепи цепи лома.

Пример

Давайте теперь посмотрим на пример схемы вышеприведенной схемы с использованием значений в реальном времени. Пусть выход блока питания будет 8В. Затем пороговое напряжение стабилитрона выбирается равным 9,1 В. Все остальные компоненты и их значения показаны на следующем изображении.

Лом с использованием TRIAC

Конструкция сети основана на использовании TRIAC в качестве устройства короткого замыкания. Затвор симистора управляется регулируемым стабилитроном, таким как LM431 от Texas Instruments. Кроме того, есть пара резисторов для установки опорного напряжения для стабилитрона.

Рабочий

Резисторы R1 и R2 образуют делитель напряжения и устанавливают опорное напряжение для регулируемого стабилитрона LM431. В обычных условиях работы напряжение на резисторе R2 немного ниже опорного напряжения (V _REF ) LM431, поэтому он остается выключенным.

При правильном выборе катодного резистора R _C напряжение на затворе симистора будет очень низким, поэтому он останется закрытым.

Когда напряжение увеличивается из-за перенапряжения, падение напряжения на резисторе R2 превышает V _REF , и стабилитрон LM431 начинает работать. В результате катод LM431 начинает потреблять ток, что существенно увеличивает напряжение затвора симистора.

Как только напряжение на затворе превысит пороговое напряжение, симистор защелкнется и закоротит шины питания, что приведет к перегоранию предохранителя.