Защита транзисторного блока питания от кз. Защита импульсного блока питания от короткого замыкания: схемы и методы

Как защитить импульсный блок питания от короткого замыкания. Какие существуют схемы защиты ИБП от КЗ. Как работает защита от перегрузки по току в импульсных источниках питания. Какие компоненты используются для защиты ИБП от короткого замыкания.

Принцип работы защиты от короткого замыкания в импульсных блоках питания

Защита от короткого замыкания (КЗ) является важнейшим элементом любого современного импульсного блока питания (ИБП). Основная задача такой защиты — предотвратить выход из строя компонентов ИБП при возникновении КЗ на выходе.

Принцип работы защиты от КЗ в импульсных источниках питания основан на следующих ключевых моментах:

• Непрерывный контроль выходного тока
• Сравнение текущего значения тока с заданным пороговым значением
• Быстрое отключение силовых ключей при превышении порогового тока
• Ограничение длительности импульсов управления силовыми ключами

При возникновении КЗ на выходе ИБП происходит резкое увеличение выходного тока. Схема защиты детектирует это превышение и мгновенно блокирует работу силовых транзисторов, предотвращая их выход из строя.

Основные схемы защиты импульсных блоков питания от короткого замыкания

Существует несколько базовых схем реализации защиты ИБП от КЗ:

1. Защита на основе измерения тока через шунт

В этой схеме в цепь силового ключа включается низкоомный резистор-шунт. Падение напряжения на шунте пропорционально протекающему току. При превышении заданного порога срабатывает компаратор и блокирует работу ключа.

2. Защита на основе трансформатора тока

Трансформатор тока включается последовательно с силовым ключом и преобразует ток в пропорциональное напряжение. Это напряжение сравнивается с опорным и при превышении порога происходит блокировка ключа.

3. Ограничение длительности импульсов

В этой схеме происходит ограничение максимальной длительности открытого состояния силового ключа. При КЗ ток нарастает быстрее и ключ закрывается раньше, не успевая выйти из строя.

Компоненты для реализации защиты от КЗ в импульсных блоках питания

Для построения эффективной защиты от короткого замыкания в ИБП используются следующие ключевые компоненты:

• Датчики тока (шунты, трансформаторы тока)
• Компараторы
• Контроллеры ШИМ
• Быстродействующие компоненты (диоды Шоттки, MOSFET-транзисторы)
• Оптроны для гальванической развязки

Правильный выбор этих компонентов позволяет реализовать надежную и быстродействующую защиту ИБП от перегрузок по току и коротких замыканий.

Особенности защиты многоканальных импульсных блоков питания

В многоканальных ИБП с несколькими выходными напряжениями защита от КЗ имеет ряд особенностей:

• Необходимость независимой защиты каждого канала
• Возможность селективного отключения только аварийного канала
• Учет взаимного влияния каналов друг на друга
• Сложность реализации общей защиты для всех каналов

Поэтому в многоканальных ИБП часто применяют комбинированные схемы защиты, сочетающие независимую защиту каждого канала и общую защиту всего источника.

Реализация защиты от КЗ на базе микроконтроллера

Современные импульсные блоки питания все чаще используют микроконтроллеры для реализации функций управления и защиты. Это позволяет:

• Гибко настраивать параметры защиты
• Реализовать сложные алгоритмы защиты
• Обеспечить развитую диагностику
• Добавить интерфейс для внешнего управления

Микроконтроллер непрерывно измеряет выходные токи и напряжения, анализирует их и при необходимости отключает силовые ключи. Это позволяет реализовать интеллектуальную многоуровневую защиту ИБП.

Типовые проблемы при разработке защиты ИБП от короткого замыкания

При создании схем защиты импульсных блоков питания от КЗ разработчики часто сталкиваются со следующими сложностями:

• Ложные срабатывания защиты при бросках тока
• Недостаточное быстродействие при мощных КЗ
• Выход из строя элементов защиты
• Сложность защиты при низких выходных напряжениях
• Необходимость развязки силовых и сигнальных цепей

Для решения этих проблем требуется тщательный выбор компонентов, правильный расчет параметров и отладка схемы защиты в различных режимах работы ИБП.

Тестирование и отладка защиты от короткого замыкания

Для обеспечения надежной работы защиты от КЗ в импульсных блоках питания необходимо проводить ее всестороннее тестирование:

• Проверка срабатывания при различных типах КЗ
• Измерение времени срабатывания защиты
• Тесты на ложные срабатывания
• Проверка работы при граничных значениях напряжений и токов
• Испытания в предельных температурных режимах

Только после успешного прохождения всех тестов и отладки можно быть уверенным в надежной работе защиты ИБП от коротких замыканий.

Все своими руками Защита импульсных блоков питания от КЗ

Схема защиты импульсных блоков питания от превышения тока нагрузки

Все защитные схемы конкретного ИИП, имеющего на выходе несколько выходных напряжений, можно объединять под общим названием — комбинированные защиты. Т.к. срабатывание любой из этих защитных схем ведет к отключению всех питающих напряжений посредством воздействия на управляющую микросхему ИИП. Все выходные каналы ИИП можно условно, разделить на слаботочные и сильноточные. Необходимость раздельной защиты каждого из этих каналов объясняется тем, что чувствительность схемы защиты сильноточного канала недостаточна для обнаружения неисправности в слаботочной схеме.

В данной статье будет рассмотрена одна из классических и эффективных схем защиты для импульсных блоков питания с сильноточным выходом, реализованных на контроллере ТL494 или его аналогах.

Подробнее рассмотрим механизм защитного отключения в зависимости от максимальной ширины управляющего импульса.

Суть защитного отключения заключаются в том, чтобы силовые транзисторы инвертора переставали переключаться и оставались бы в закрытом состоянии неограниченно долго при возникновении аварийной ситуации. Для того чтобы оба силовых транзистора инвертора оказались закрыты одновременно, на их базах должны отсутствовать управляющие импульсы. Источником управляющих импульсов является микросхема ТL494, поэтому для того чтобы отключить появление импульсов на выходах микросхемы необходимо заблокировать работу ее цифровой части. При этом оба выходных транзистора ее окажутся в закрытом состоянии и импульсы на выводах 8 и 11 или 9 и 10 будут отсутствовать. Амплитуда пилообразного напряжения составляет +3,2В.
Поэтому, если на вывод 4 ТL494 будет подан потенциал, превышающий +3.2В, то произойдет блокировка работы микросхемы ТL494. Однако необходимо отметить, что генератор пилообразного напряжения при этом не прекращает своей работы, т.е. несмотря на отсутствие выходных импульсов, пилообразное напряжение продолжает вырабатываться.

Схема узла защиты показана на рисунке ниже.

Работа схемы защиты

Тр1 – трансформатор тока, R11 – нагрузка трансформатора, VD3 и 4 – выпрямительные диоды – это преобразователь длительности проходящих через первичную обмотку рабочих импульсов тока в пропорциональное напряжение на его выходе. Чем больше длительности рабочих импульсов, тем на большее положительное напряжение заряжается конденсатор С7. Преобразователь имеет двухполупериодную схему выпрямления со средней точкой, на которой появляются только положительные по знаку импульсы. Напряжение пропорциональное длительности рабочих импульсов с конденсатора С7 поступает на резистивный делитель R7 и R6. Вместо этого делителя можно поставить потенциометр со шкалой и при необходимости выставлять нужный ток защиты. Цепь, состоящая из резистора R5 и конденсатора С4 – это Т-образный фильтр, от емкости С4 также зависит время реакции защиты на внештатную ситуацию. Если выбрать этот конденсатор недостаточной емкости, то защита сработает раньше, чем закончатся все переходные процессы при включении блока питания.

БП просто напросто не успеет включиться. Здесь нужен компромисс, чтобы блок питания стабильно включался, и чтобы время срабатывания защиты было как можно меньше.

Резистор R8 – подтягивающий резистор вывода 4 DD1 к общей шине схемы ИИП. R9 и С11 – цепь мягкого запуска. При включении ИИП на воде 14 контроллера появляется стабильное напряжение +5 вольт от внутреннего стабилизатора микросхемы. Начинается заряд конденсаторы С11 через резисторы R8,9R. На выводе 4 DD1 начинает плавно нарастать напряжение. По мере его нарастания увеличивается длительность рабочих импульсов. Диод VD1 служит для развязки формирующей цепочки от схемы защиты.

В рабочем состоянии блока питания в режиме номинального тока нагрузки напряжения с выхода фильтра R5, С4 не хватает для того, что бы открыть транзистор VT1. В таком режиме оба транзистора VT1 и VT2 закрыты и не влияют на работу микросхемы DD1. При увеличении тока нагрузки контроллер начнет увеличивать длительность выходных импульсов. Увеличение длительности рабочих импульсов мощных транзисторов VT3 и VT4 приводит к увеличению напряжения на базе транзистора VT1. Через открывающийся транзистор VT1 и резистор R2 начинает поступать открывающее отрицательное напряжение базу VT2. Процесс приобретает лавинообразный характер, в результате оба транзистора открываются и могут находиться в таком состоянии сколь угодно долго (транзисторный аналог тиристора). Через открытые транзистор VT2 на вывод 4 DD1 поступит напряжения превышающее +3,2В, что приведет к блокировке цифровой части контроллера. Оба его выходных транзистора окажутся в закрытом состоянии и на выходах 8,11 и 9,10 появятся статические потенциалы, которые не смогут передаваться на базы транзисторов VT3 и VT4, так как связь с ними происходит через согласующий трансформатор (на схеме не показан). Если ИИП имеет схему с запуском посредством самовозбуждения, то после закрытия мощных транзисторов пропадет и питание на контроллере и восстановить работоспособность блока питания можно, если его отключить и снова включить. Восстановить рабочее состояние ИИП с принудительным запуском можно, поставив кнопку рестарта, параллельно переходу база-эмиттер транзистора VT1.

Данная схема была проверена в четырех ИИП и показала прекрасные результаты. В качестве ТР1 можно использовать сердечники и каркасы к ним от энергосберегающих ламп. Смотрим фото. Но в данных сердечниках имеется конструктивный зазор на среднем керне, поэтому для трансформатора тока потребуется два одинаковых дросселя. На фото три показан самодельный трансформатор тока в ИИП.

Можно применить и ферритовые кольца. Как рассчитать трансформатор тока на ферритовом кольце можно посмотреть в статье «Расчет трансформатора тока»

Вторичная обмотка ТР1 содержит 120 х 2 витков провода диаметром 0,12 мм, мотается в два провода сразу. Вторичная обмотка содержит 2 витка провода – 0,8 или можно применить плоский жгут из нескольких проводов. Диоды VD3 и VD4 – КД522, 1N4148. VD1 – любой. Транзисторы 1 и 2 – КТ315 и КТ361, у меня стоят КТ209 и С945.

На этом все. Успехов. К.В.Ю.

Скачать статью

Защита_импульсных_блоков_питания_от_КЗ (926 Загрузок)

Просмотров:4 901

Метки: Защита ИИП, Защита от КЗ, ИИП

Как защитить блок питания от КЗ и перегрузок

Почти каждый автолюбитель имеет в своем арсенале настенное зарядное устройство. Однако, к сожалению, не все такие устройства оснащены защитой от короткого замыкания. То же самое можно сказать и о лабораторных блоках питания — необходимом инструменте для любого радиотехника. В этой статье мы рассмотрим схемы защиты от короткого замыкания для источников питания и зарядных устройств.

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

Сначала рассмотрим схемы защиты источников питания с использованием полупроводниковых компонентов. Они просты, надежны и, что самое главное, быстрее, чем электромагнитные релейные схемы.

Простейшая на биполярном транзисторе

Эта простая конструкция воспроизведения подходит для относительно маломощных (до 5-6 А) источников питания или зарядных устройств. В качестве управляющего переключателя в нем используется довольно распространенный и недорогой кремниевый транзистор КТ819.

Схема защиты от короткого замыкания для биполярных транзисторов

Управляющий транзистор T2 выключен до тех пор, пока ток, протекающий через токочувствительный резистор R3 в нагрузку, не превысит допустимый ток. А T1 включается под действием напряжения смещения резистора R1. Нагрузка находится под напряжением. В случае перегрузки или короткого замыкания на выходе схемы напряжение, вызванное падением на токоизмерительном резисторе R3, включает T2. Это, в свою очередь, приводит к замыканию выключателя T1 и загоранию светодиода LED1 «Перегрузка». Цепь будет находиться в этом состоянии до тех пор, пока потребляемый нагрузкой ток не окажется в допустимых пределах.

Вместо Т1 можно использовать транзисторы 2N5490, 2N6129, 2N6288, 2SD1761, BD291, BD709, BD953, КТ729. Т2 — любой маломощный кремниевый транзистор n-p-n типа. Например, популярный KT315 с любой буквой. Настройка схемы упрощается подбором величины резистора R3, который изготавливается из куска проволоки из сплава нихрома. Чем меньше сопротивление резистора, тем больше ток для срабатывания защиты. Силовой транзистор T1 должен быть установлен на теплоотвод с эффективной площадью теплоотвода не менее 300 мм2.

Схема стабильна при напряжении от 8 до 25 В. Если это не так, то необходимо подобрать резистор по размеру. r1 должен быть способен безопасно отключить силовой транзистор T1 без перегрузки. номинал r2 и r3 будет определять пороговый ток схемы.

На полевом транзисторе

В конструкции в качестве силового переключателя используется полевой транзистор, который имеет меньшее падение напряжения, чем биполярный транзистор, и может коммутировать большие токи.

Схема защиты FET
 

Пока ток через нагрузку не превышает критический ток, падение напряжения на токоизмерительном резисторе R1 мало и транзистор T2 выключен. t1 включается напряжением, подаваемым через LED1. В этот момент ток, протекающий через светодиод и резистор R4, очень мал, и светодиод не излучает свет.

В случае короткого замыкания или перегрузки падение напряжения на токоведущем резисторе увеличивается, транзистор Т2 включается и закрывает полевой транзистор, отключая нагрузку. Это увеличивает ток через светодиод, и он загорается, указывая на перегрузку. Настройка конструкции сводится к выбору токоизмерительного резистора R1 — чем меньше его сопротивление, тем больше ток нагрузки, при котором включается защитное устройство. Защитное устройство сработает при отключении питания.

На тиристоре

Эта схема используется для защиты зарядных устройств от короткого замыкания, но она может работать с любым трансформаторным источником питания без сглаживающих конденсаторов.

Схема защиты зарядного устройства на основе тиристоров
 

Пока ток через нагрузку не превысит нормальный ток, T1 будет открыт. Таким образом, при каждой полуволне напряжения коллекторный ток открытого транзистора открывает тиристор для питания нагрузки. В случае короткого замыкания выходное напряжение падает и T1 закрывает и блокирует тиристор. Критическое напряжение, или порог срабатывания, регулируется с помощью потенциометра P1. В схеме можно использовать любой тиристор серии КУ202. Транзистор КТ814 можно заменить на BD136, BD138, BD140. Тиристор должен быть установлен на теплоотвод площадью не менее 300 см².

При необходимости после блока можно установить сглаживающие конденсаторы и использовать конструкцию как обычный БП. Однако в этом случае на выходе конструкции необходимо установить токоограничивающий резистор сопротивлением 0,1 — 1 Ом. В противном случае схема будет перегружена во время зарядки конденсатора.

Схема защиты на реле

Теперь перейдем к варианту использования электромагнитного реле в качестве управляющего элемента. С одной стороны, это несколько снижает надежность — контакты реле могут перегореть при больших токах. Но, с другой стороны, эти решения достаточно просты для использования с БП, рассчитанными на различные выходные напряжения — вам просто нужно выбрать правильный тип реле.

На одном реле

Это чрезвычайно простая конструкция, содержащая минимум компонентов и не требующая регулировки. Как упоминалось выше, единственное, что необходимо, это подобрать реле под рабочее напряжение и соответствующий источник питания.

Устройство защиты от короткого замыкания на одном реле

Устройство работает следующим образом. В исходном положении горит светодиод LED2 и нагрузка обесточена. При нажатии кнопки S2 на катушку реле K1 подается напряжение, и реле K1 реагирует, подключая нагрузку к источнику питания и одновременно выключая кнопку и светодиод LED2. конденсатор C1 служит для задержки выключения контактов реле. Вместе с нагрузкой питание подается на обмотку К1 через диод D1, и она становится самоблокирующейся. Кнопку можно отпустить. Светодиод LED1 загорится, указывая на то, что нагрузка находится под напряжением.

При коротком замыкании напряжение в цепи питания реле падает, оно размыкается, нагрузка отключается и кнопка снова подключается. Светодиод LED1 гаснет, а LED2 загорается. Для перезапуска устройства необходимо снять перегрузку и снова нажать кнопку S1.

Важно: Используйте реле, показанное на схеме, устройство можно использовать с 12-вольтовым БП или зарядным устройством. Если напряжение источника отличается, необходимо выбрать реле, срабатывающее от этого напряжения.

На реле и однопереходном транзисторе

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

Защита от перегрузки с регулируемым порогом

Пока ток через нагрузку не превысит определенного значения, объединенные транзисторы T1 и T2 будут выключены. Когда ток увеличивается, падение напряжения на токочувствительном резисторе R1 вызывает размыкание T1 и T2, после чего срабатывает реле K1. Реле отключает нагрузку и подключает резистор R4 к приложенной шине, чтобы предотвратить срабатывание реле.

Чтобы сбросить структуру, просто нажмите кнопку S2. Реле отключится, и на нагрузку снова будет подано напряжение. Если причина короткого замыкания не устранена, то при отпускании кнопки защита сработает снова. Значение тока срабатывания можно отрегулировать с помощью потенциометра P1.

Важно: Не удерживайте S2 в течение длительного времени. если причина короткого замыкания не будет устранена, БП будет перегружен и сгорит, так как защита будет принудительно отключена.

В устройстве можно использовать любую букву КТ805, 2SC2562, 2N3054 (T2) и любой маломощный кремниевый транзистор p-n-p конструкции. Рабочее напряжение реле должно быть немного ниже напряжения питания. LED1 «Перегрузка» — любой индикаторный светодиод.

Регулируемый блок питания с защитой от кз своими руками

Этот лабораторный источник питания собран на специальной микросхеме LM723. Выходное напряжение можно регулировать от 2 В до 30 В, оно защищено от короткого замыкания и может обеспечивать ток 20 А.

Схема лабораторного источника питания с защитой от короткого замыкания

В основе устройства лежит микросхема, представляющая собой стабилизатор напряжения с защитой от перегрузки. Из-за низкой выходной мощности ИС она имеет выключатель питания, который построен на транзисторах VT1-VT5. Резисторы R4, R6, R8 и R10 являются резисторами балансировки тока. Они компенсируют изменение коэффициента передачи транзисторного переключателя.

Датчик тока собран из параллельно включенных резисторов R5, R7, R9 и R11. Он подключен к контактам 2 и 3 микросхемы. Как только напряжение на этих выводах превысит 0,6 В, сработает токовая защита и выключит силовой транзистор. Резистор R2 используется для регулировки выходного напряжения. Силовые транзисторы установлены на общем теплоотводе площадью около 1000 см2. Нет необходимости изолировать их от теплоотвода.

2N3055 в схеме может быть заменен на KT819. Выпрямительный диод должен выдерживать ток 30 А и обратное напряжение не менее 50 В. Трансформатор выдает напряжение 35 В и обеспечивает ток 25 А.

Защита от короткого замыкания с помощью транзистора

Взгляды: 2342

Короткое замыкание представляет собой электрическую цепь, которая позволяет идеально бесконечному и практически очень большому току проходить по непреднамеренному пути с почти нулевым сопротивлением и нулевым напряжением. Защита от короткого замыкания с помощью транзистора представляет собой схему, решающую проблему короткого замыкания.

В идеале через короткое замыкание проходит бесконечный ток. На приведенном выше рисунке показано протекание тока через короткое замыкание в практическом случае.

Батарейка 5В подключена параллельно с двумя резисторами одинакового сопротивления. Следовательно, ток, протекающий через него, одинаков и равен половине полного тока в цепи. Если резистор R2 закорочен из-за какой-либо проблемы, ток выбирает путь с наименьшим сопротивлением, т. Е. Короткое замыкание. Следовательно, полный ток, присутствующий в цепи, проходит через короткое замыкание.

Представьте, что к узлам, где произошло короткое замыкание, подключена дорогостоящая микросхема. ИС будет повреждена из-за избыточного тока, проходящего через нее.

При работе с электричеством случаются короткие замыкания. Мы часто сталкиваемся с короткими замыканиями и в повседневной жизни! Электрические приборы иногда перестают работать после внезапной искры, это происходит из-за короткого замыкания в их внутренних цепях. Затем избыточный ток протекает через приборы и может повредить все остальные бытовые приборы, если их не остановить. Предохранитель используется для отключения избыточного тока.

Точно так же, работая с небольшими цепями, мы всегда рискуем получить короткое замыкание. Мы можем сделать неправильные соединения или подключить неправильные клеммы, т. е. что-то может пойти не так. Короткое замыкание может привести к значительному повреждению таких компонентов, как микросхемы, что сделает их бесполезными. Следовательно, важно использовать схемы, защищающие цепь от короткого замыкания.

Рассматриваемая ниже схема защиты от короткого замыкания играет ту же роль предохранителя в бытовых электрических цепях. Есть много способов обойти короткое замыкание. Схема защиты от короткого замыкания может быть построена с использованием реле, транзисторов и даже простых диодов.

Обсуждаемая здесь схема использует два простых транзистора для защиты схемы от короткого замыкания.

Необходимые компоненты: 

1. NPN-транзистор – BC547 – 1 шт.
2. PNP-транзистор – BC558 – 1 шт.
3. Резисторы — 10K ω — 1 NO
4. Резистор — 1K ω — 1 NO
5. Резисторы — 330 Ом — 3 NOS
6. Светодиоды — 2 NOS
7. DC FOULAR

   Схема питается от источника постоянного тока 5 В. Светодиоды подключаются с целью выявления протекания тока и наличия короткого замыкания. Выключатель используется для имитации короткого замыкания цепи. Цепь замыкается, когда выключатель замкнут.

   Ток выбирает путь с наименьшим сопротивлением. Когда источник питания включен, транзисторы Q1 и Q2 смещаются и начинают работать. Ток протекает через зеленый светодиод D1, и он включается. В это время красный светодиод D2 остается выключенным, так как через него не протекает ток. Пока горит зеленый свет, короткого замыкания нет.

   Теперь переключатель замкнут, т.е. цепь «закорочена», выходное напряжение падает до 0 В, так как отсутствует разность потенциалов. Q1 перестает проводить ток, так как его базовое напряжение теперь равно 0 В, и он больше не смещен. Транзистор Q2 также перестает проводить ток, так как напряжение на его коллекторе также упало до 0 В, и он тоже больше не находится под смещением.

   Теперь ток протекает через КРАСНЫЙ светодиод D2, который теперь горит, и проходит через путь короткого замыкания (замкнутый переключатель) и через клемму заземления.

   Ток перенаправляется через КРАСНЫЙ светодиод D2 вместо повреждения всей цепи.

     Выходы:

   Приведенная выше схема была реализована в Proteus. Наблюдаются следующие выходы:

   1. Когда переключатель разомкнут (короткое замыкание не обнаружено)
      Ток протекает через транзистор Q2 → Резистор R2 → Транзистор Q1 → Резистор R3 → Резистор R4 → Светодиод D1 → Клемма заземления
   2. Когда выключатель замкнут (обнаружено короткое замыкание)
      Ток протекает через транзистор Q2 → Резистор R5 → Светодиод D2 → Короткое замыкание → Клемма заземления
      На следующей схеме показан ток, протекающий при замкнутом переключателе.
   Защита от короткого замыкания с помощью транзисторной схемы

    Эту схему можно сделать частью любой рабочей схемы, состоящей из электронных компонентов. Он идеально подходит для мини-проектов с дорогими компонентами.

   Эта схема может быть подключена к любой рабочей цепи следующим образом:

   Защита от короткого замыкания с помощью транзисторной схемы

   Прочтите связанные темы

   8051 микроконтроллер
   8086 микропроцессор

   Распространите знания

   Добавьте эту защиту от короткого замыкания к вашему блоку питания

   Обновлено 14 октября 2022 г. от Swagatam 95 комментариев

   Ниже объясняется довольно дешевая, но достаточно эффективная схема защиты от короткого замыкания, которую можно использовать для защиты цепи питания 9.0003

   Введение

   Блок питания незаменим для каждого энтузиаста электроники и инженера, работающего в соответствующей области. Хотя сегодня все мы пользуемся высокотехнологичными блоками питания со встроенной защитой, есть люди, которые до сих пор полагаются на обычные типы блоков питания без средств защиты.

   Самым большим врагом всех блоков питания является возможное короткое замыкание, которое может произойти на его выходных клеммах из-за случайного подключения или неисправности подключенной нагрузки.

   Существуют различные электронные схемы, которые можно использовать с блоком питания для решения этой проблемы, однако эти схемы иногда сами могут быть повреждены из-за ограничений по многим электрическим параметрам.

   В этой статье показан очень инновационный способ решения этой проблемы. Одно реле используется для обнаружения, а также для отключения выхода в случае неисправности.

   Принцип работы

   Обратившись к принципиальной схеме, мы видим, что реле подключено непосредственно к выходу источника питания постоянного тока, однако подключение осуществляется через замыкающие контакты реле. Эти контакты также являются выходами устройства.

   Н/О означает нормально открытый, что означает, что контакты изначально разомкнуты, что, в свою очередь, удерживает выход отсоединенным от плюса источника питания.

   Теперь при кратковременном нажатии показанной кнопки замыкающие контакты замыкаются, позволяя току течь через катушку реле.

   Катушка реле активируется, замыкая нормально разомкнутые контакты, которые, в свою очередь, фиксируются и остаются в этом положении даже после отпускания кнопки.

   Защелка реле сохраняет это фиксированное положение до тех пор, пока выход используется в нормальных условиях, но в случае короткого замыкания на выходных клеммах может произойти резкое падение напряжения в тот момент, когда это напряжение падает ниже уровня катушки напряжения реле, оно теряет удерживающую силу и сразу же размыкает контакты и срабатывает, ОТКЛЮЧАЯ питание на выходе и при этом ОТКЛЮЧАЯ защелку, предотвращающую кратковременные аварийные состояния.

   Это приводит реле в исходное состояние и требует сброса для восстановления питания на выходе.

   Схема цепи для защиты от короткого замыкания источника питания показана ниже:

   Защита от короткого замыкания источника питания с помощью SCR и реле защита и отключение.

   

   Это простое, но эффективное устройство для управления напряжением до 24 В постоянного тока. Максимальное выходное напряжение может зависеть от вторичного напряжения трансформатора. С помощью потенциометра на 500 Ом можно было изменять выходное напряжение.

   Как только схема защиты обнаружит скачок тока, SCR активирует катушку реле, отключив питание нагрузки и переведя цепь в режим ожидания. S1 следует нажать, чтобы деактивировать SCR, как только проблема перегрузки по току будет устранена.

   Транзистор 2N3055 работает как проходной транзистор регулятора напряжения. Однако эта транзисторная секция может быть полностью заменена любой другой стандартной микросхемой стабилизатора напряжения, такой как LM317.

   Переменный резистор на 1 МОм можно использовать для управления чувствительностью этой схемы защиты SCR.

   Защита от короткого замыкания для цепи переменного источника питания

   Если у вас есть переменный источник питания и вы хотите, чтобы операция короткого замыкания работала даже при напряжении ниже 3 В или 1,5 В, вы можете попробовать добавить следующую схему защиты от короткого замыкания в ваша схема питания.