для лабораторного и регулируемого, как сделать своими руками
Автор Акум Эксперт На чтение 8 мин. Просмотров 2.6k. Опубликовано
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.
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 зарядного устройства.
В качестве управляющего ключа в блоке защиты используется довольно распространенный и недорогой кремниевый транзистор КТ819.
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 транзистореПока 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.
Мнение эксперта
Алексей Бартош
Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.
Задать вопросЕсли 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 тиристореПока 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 релеРаботает 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 срабатыванияПока 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 лабораторный блок питания собран 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 КЗСердцем 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 вопросНе 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 блоках питания 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.
Блок защиты от короткого замыкания. Защита от короткого замыкания схема
Схема подключения транзистора к блоку питания приведена на рис.1, а вольт-амперные характеристики транзистора для различных сопротивлений резистора R1 — на рис.2. Работает защита так. Если сопротивление резистора равно нулю (т. е. исток соединен с затвором), а нагрузка потребляет ток около 0,25 А, то падение напряжения на полевом транзисторе не превышает 1,5 В, и практически на нагрузке будет все выпрямленное напряжение. При появлении же в цепи нагрузки КЗ ток через выпрямитель резко возрастает и при отсутствии транзистора может достичь нескольких ампер. Транзистор ограничивает ток короткого замыкания на уровне 0,45…0,5 А независимо от падения напряжения на нем. В этом случае выходное напряжение станет равным нулю, а все напряжение упадет на полевом транзисторе. Таким образом, в случае КЗ мощность, потребляемая от источника питания, увеличится в данном примере не более чем вдвое, что в большинстве случаев вполне допустимо и не отразится на «здоровье» деталей блока питания.
Рис. 2
Уменьшить ток короткого замыкания можно увеличением сопротивления резистора R1. Нужно выбирать такой резистор, чтобы ток короткого замыкания был примерно вдвое больше максимального тока нагрузки.
Подобный способ защиты особенно удобен для блоков питания со сглаживающим RC-фильтром — тогда полевой транзистор включают вместо резистора фильтра (такой пример показан на рис. 3).
Поскольку во время КЗ на полевом транзисторе падает почти все выпрямленное напряжение, его можно использовать для световой или звуковой сигнализации. Вот, к примеру, схема включения световой сигнализации — рис.7. Когда с нагрузкой все в порядке, горит светодиод HL2 зеленого цвета. При этом падения напряжения на транзисторе недостаточно для зажигания светодиода HL1. Но стоит появиться КЗ в нагрузке, как светодиод HL2 гаснет, но зато вспыхивает HL1 красного свечения.
Рис. 3
Резистор R2 выбирают в зависимости от нужного ограничения тока КЗ по высказанным выше рекомендациям.
Схема подключения звукового сигнализатора приведена на рис. 4. Его можно подключать либо между стоком и истоком транзистора, либо между стоком и затвором, как светодиод HL1.
При появлении на сигнализаторе достаточного напряжения вступает в действие генератор ЗЧ, выполненный на однопереходном транзисторе VT2, и в головном телефоне BF1 раздается звук.
Однопереходный транзистор может быть КТ117А- КТ117Г, телефон — низкоомный (можно заменить динамической головкой небольшой мощности).
Рис. 4
Остается добавить, что для слаботочных нагрузок в блок питания можно ввести ограничитель тока КЗ на полевом транзисторе КП302В. При выборе транзистора для других блоков следует учитывать его допустимую мощность и напряжение сток — исток.
Данная схема представляет собой простейший блок питания на транзисторах, оборудованный защитой от короткого замыкания (КЗ).
Его схема представлена на рисунке.
Основные параметры:
- Выходное напряжение — 0..12В;
- Максимальный выходной ток — 400 мА.
Схема работает следующим образом. Входное напряжение сети 220В преобразуется трансформатором в 16-17В, затем выпрямляется диодами VD1-VD4. Фильтрация пульсаций выпрямленного напряжения осуществляется конденсатором С1. Далее выпрямленное напряжение поступает на стабилитрон VD6, который стабилизирует напряжение на своих выводах до 12В. Остаток напряжения гасится на резисторе R2. Далее осуществляется регулировка напряжения переменным резистором R3 до требуемого уровня в пределах 0-12В. Затем следует усилитель тока на транзисторах VT2 и VT3, который усиливает ток до уровня 400 мА. Нагрузкой усилителя тока служит резистор R5. Конденсатор С2 дополнительно фильтрует пульсации выходного напряжения.
Защита работает так. При отсутствии КЗ на выходе напряжение на выводах VT1 близко к нулю и транзистор закрыт. Цепь R1-VD5 обеспечивает смещение на его базе на уровне 0,4-0,7 В (падение напряжения на открытом p-n переходе диода).
Этого смещения достаточно для открытия транзистора при определённом уровне напряжения коллектор-эмиттер. Как только на выходе происходит короткое замыкание, напряжение коллектор-эмиттер становится отличным от нулевого и равным напряжению на выходе блока. Транзистор VT1 открывается, и сопротивление его коллекторного перехода становится близким к нулю, а, значит, и на стабилитроне. Таким образом, на усилитель тока поступает нулевое входное напряжение, через транзисторы VT2, VT3 будет протекать очень маленький ток, и они не выйдут из строя. Защита отключается сразу же при устранении КЗ.
Детали
Трансформатор может быть любой с площадью сечения сердечника 4 см 2 и более. Первичная обмотка содержит 2200 витков провода ПЭВ-0,18, вторичная — 150-170 витков провода ПЭВ-0,45. Подойдёт и готовый трансформатор кадровой развёртки от старых ламповых телевизоров серии ТВК110Л2 или подобный. Диоды VD1-VD4 могут быть Д302-Д305, Д229Ж-Д229Л или любые на ток не менее 1 А и обратное напряжение не менее 55 В.
Транзисторы VT1, VT2 могут быть любые низкочастотные маломощные, например, МП39-МП42. Можно использовать и кремниевые более современные транзисторы, например, КТ361, КТ203, КТ209, КТ503, КТ3107 и другие. В качестве VT3 — германиевые П213-П215 или более современные кремниевые мощные низкочастотные КТ814, КТ816, КТ818 и другие. При замене VT1 может оказаться, что защита от КЗ не работает. Тогда следует последовательно с VD5 включить ещё один диод (или два, если потребуется). Если VT1 будет кремниевый, то и диоды лучше применять кремниевые, например, КД209(А-В).
В заключение стоит заметить, что вместо указанных на схеме p-n-p транзисторов можно применять и аналогичные по параметрам транзисторы n-p-n (не вместо какого-либо из VT1-VT3, а вместо всех из них). Тогда нужно будет поменять полярности включения диодов, стабилитрона, конденсаторов, диодного моста. На выходе, соответственно, полярность напряжения будет другая.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| VT1, VT2 | Биполярный транзистор | МП42Б | 2 | МП39-МП42, КТ361, КТ203, КТ209, КТ503, КТ3107 | Поиск в Fivel | В блокнот |
| VT3 | Биполярный транзистор | П213Б | 1 | П213-П215, КТ814, КТ816, КТ818 | Поиск в Fivel | В блокнот |
| VD1-VD4 | Диод | Д242Б | 4 | Д302-Д305, Д229Ж-Д229Л | Поиск в Fivel | В блокнот |
| VD5 | Диод | КД226Б | 1 | Поиск в Fivel | В блокнот | |
| VD6 | Стабилитрон | Д814Д | 1 |
Многие самодельные блоки имеют такой недостаток, как отсутствие защиты от переполюсовки питания.
В этой статье будет рассмотрено 3 варианта защит от переполюсовки , которые работают безотказно и не требуют никакой наладки.
Вариант 1
Это защита наиболее простая и отличается от аналогичных тем, что в ней не используются никакие транзисторы или микросхемы. Реле, диодная развязка – вот и все ее компоненты.
Работает схема следующим образом. Минус в схеме общий, поэтому будет рассмотрена плюсовая цепь.
Если на вход не подключен аккумулятор, то реле находится в разомкнутом состоянии. При подключении аккумулятора плюс поступает через диод VD2 на обмотку реле, вследствие чего контакт реле замыкается, и основной ток заряда протекает на аккумулятор.
Одновременно загорается зеленый светодиодный индикатор, свидетельствуя о том, что подключение правильное.
И если теперь убрать аккумулятор, то на выходе схемы будет напряжение, поскольку ток от зарядного устройства будет продолжать поступать через диод VD2 на обмотку реле.
Если перепутать полярность подключения, то диод VD2 окажется заперт и на обмотку реле не поступит питание. Реле не сработает.
В этом случае загорится красный светодиод, который нарочно подключен неправильным образом. Он будет свидетельствовать о том, что нарушена полярность подключения аккумулятора.
Диод VD1 защищает цепь от самоиндукции, которая возникает при отключении реле.
В случае внедрения такой защиты в зарядное устройство автомобильного аккумулятора, стоит взять реле на 12 В. Допустимый ток реле зависит только от мощности зарядника. В среднем стоит использовать реле на 15-20 А.
Эта схема до сих пор не имеет аналогов по многим параметрам. Она одновременно защищает и от переполюсовки питания, и от короткого замыкания.
Принцип работы этой схемы следующий. При нормальном режиме работы плюс от источника питания через светодиод и резистор R9 открывает полевой транзистор, и минус через открытый переход «полевика» поступает на выход схемы к аккумулятору.
При переполюсовке или коротком замыкании ток в цепи резко возрастает, вследствие чего образуется падение напряжения на «полевике» и на шунте. Такое падение напряжение достаточно для срабатывания маломощного транзистора VT2. Открываясь, последний запирает полевой транзистор, замыкая затвор с массой. Одновременно загорается светодиод, поскольку питание для него обеспечивается открытым переходом транзистора VT2.
Из-за высокой скорости реагирования эта схема гарантированно защитит зарядное устройство при любой проблеме на выходе.
Схема очень надежна в работе и способна оставаться в состоянии защиты бесконечно долгое время.
Это особо простая схема, которую даже схемой трудно назвать, поскольку в ней использовано всего 2 компонента.
Это мощный диод и предохранитель. Этот вариант вполне жизнеспособен и даже применяется в промышленных масштабах.
Питание с зарядного устройства через предохранитель поступает на аккумулятор. Предохранитель подбирается исходя из максимального тока зарядки. Например, если ток 10 А, то предохранитель нужен на 12-15 А.
Диод подключен параллельно и закрыт при нормальной работе. Но если перепутать полярность, диод откроется и случится короткое замыкание.
А предохранитель – это слабое звено в этой схеме, который сгорит в тот же миг. Его после этого придется менять.
Диод следует подбирать по даташиту исходя из того, что его максимальный кратковременный ток был в несколько раз больше тока сгорания предохранителя.
Такая схема не обеспечивает стопроцентную защиту, поскольку бывали случаи, когда зарядное устройство сгорало быстрее предохранителя.
Итог
С точки зрения КПД, первая схема лучше других. Но с точки зрения универсальности и скорости реагирования, лучший вариант – это схема 2.
Ну а третий вариант часто применяется в промышленных масштабах. Такой вариант защиты можно увидеть, к примеру, на любой автомагнитоле.
Все схемы, кроме последней, имеют функцию самовосстановления, то есть работа восстановится, как только будет убрано короткое замыкание или изменится полярность подключения аккумулятора.
Прикрепленные файлы:
На создание данной статьи меня спровоцировал опыт создания блоков питания и зарядных устройств на основе простых импульсных блоков питания, которыми являются как иип на IR2153, так и переделанный различными способами под блок питания электронный трансформатор. Данные источники питания являются простыми, нестабилизированными импульсными блоками питания без каких-либо защит. Не смотря на данные недостатки, такие источники питания довольно просты в изготовлении,не требуют сложной настройки, времени на создание такого блока питания требуется меньше чем на полный ШИМ БП с узлами стабилизации и защиты.
Обьединив такой блок питания и простейший ШИМ- регулятор на NE555, получам регулируемый блок питания как для экспирементов, так и для зарядки АКБ.
Радости нашей нет предела до того момента, пока данный девайс не попробовать на искру, или по ошибке, размышляя над созданием очередного аппарата перепутать полярность заряжаемого АКБ. Окрикивая громким хлопком и орошая едким дымом помещение,в котором произошол данный конфуз, изобретение сообщает нам, что простой импульсный блок питания, который собран по упрощённо-ознакомительной схеме не может быть надёжным.
Тут пришла мысль о том, чтобы найти не просто ввести тот или инной узел защиты в конкретный экземпляр блока питания, а найти или создать универсальную быстродействующую схему, которую можно внедрять в любой вторичный источник питания.
Требования к узлу защиты:
Минмиум деталей
Плата защиты должна занимать мало места
Работоспособной при больших токах нагрузки
Отсутствие реле
Высокая скорость срабатывания
Одним из заинтересовавших вариантов была такая схема, найденная в интерете:
При замыкании выхода данной схемы, разряжается ёмкость затвора VT1 через диод VD1, что приводит к закрытию VT1 и ток через транзистор не протекает, блок питания остаётся целым и невредимым.
Недостатки данной схемы:
1. Необходимо точно подбирать сопротивление шунта, чтобы максимально допустимый ток блока питания создал такое падение напряжения на выбранном шунте, при котором VT2, открываясь полностью закроет VT1.
2. В данной схеме может наступить момент, когда ток проходящий через шунт, приоткроет VT2, вследствии чего VT1 начнёт закрываться и останется в таком состоянии, что будет недозакрыт, а учитывая что через VT1 протекает немалый ток, то данный линейный режим вызовет его сильный перегрев, врезультате которого VT1 будет пробит.
В блоке питания на IR2153 однажды применял триггерную защиту, остался доволен её работой. Прицепим к схеме триггерной защёлки на комплиментарной паре транзисторов шунт в качестве датчика тока и n-канальный транзистор в роли ключевого элемента получаем такую схему:
После подачи питания на схему, транзистор Q3, через светодиод и R4 открывается, стабилитрон D3 ограничивает напряжение на затворе полевого транзистора.
D4 защищает Q3 от выбросов высокого напряжения, при подключении индуктивной нагрузки (электродвигатель). На паре транзисторов Q1, Q2 собран аналог тиристора. Ток, протекающий через шунт R1, вызывает падение напряжения, которое с движка переменного резистора R10, и цепочку R2, С2, поступает на базу транзистора Q2. Величину напряжения с шунта, которое пропорционально току, протекающему через этот шунт можно регулировать прерменным резистором R10. В момент, когда напряжение на базе Q2 станет больше 0.5-0.7в транзистор Q2 начнёт открываться, тем самым открывая Q1, в свою очередь транзистор Q1открываясь, будет открывать Q2. Данный процесс происходит очень быстро, за доли секунды транзисторы откроют друг друга и останутся в таком устойчивом состоянии. Через открытый аналог тиристора затвро Q3, а также резистор R4 окажутся подключены к общему проводнику схемы, что приведёт к закрытию Q3 и свечение светодиода D1 сообщит о том что сработала защита. Снять защиту можно как отключив кратковременно питание, так и кратковременным нажатием на кнопку S1.
Универсальная схема защиты была создана и проверена в работе, шунт R1 был составлен из двух резисторов 0.22 Ом 5Вт. Остался последний шаг — вводим в нвшу схему защиту от переполюсовки клемм АКБ.
Схема с защитой от переполюсовки:
Наша схема дополнилась диодом D2, резисторами R6, R5. Кнопка S1 была убрана из схемы по причине того, что при срабатывании защиты она не выводила схему из защиты, после доработки.
Токовая защита осталась без изменений, снять защиту можно отключив питание на 2-3 секунды. При подключении к выходу схемы АКБ, перепутав полярность, напряжение с АКБ через диод D2, резистор R6 поступает на базу Q2, срабатывает защита Q3 закрывается, светодиод D1 сигнализирует о срабатывании защиты.
На этой волне я заканчиваю поиски защиты для своих простых иип. Работой своих схем доволен, надеюсь они пригодятся и вам.
Приятных вам экспирементов!
ID: 2237
Как вам эта статья? |
Практически каждый начинающий радиолюбитель стремится вначале своего творчества сконструировать сетевой блок питания, чтобы впоследствии использовать его для питания различных экспериментальных устройств.
И конечно, хотелось бы, чтобы этот блок питания «подсказывал» об опасности выхода из строя отдельных узлов при ошибках или неисправностях монтажа.
На сегодняшний день существует множество схем, в том числе и с индикацией короткого замыкания на выходе. Подобным индикатором в большинстве случаев обычно служит лампа накаливания, включенная в разрыв нагрузки. Но подобным включением мы увеличиваем входное сопротивление источника питания или, проще говоря, ограничиваем ток, что в большинстве случаев, конечно, допустимо, но совсем не желательно.
Схема, изображенная на рис.1, не только сигнализирует о коротком замыкании, абсолютно не влияя на выходное сопротивление устройства, но и автоматически отключает нагрузку при закорачивании выхода. Кроме того, светодиод HL1 напоминает, что устройство включено в сеть, a HL2 светится при перегорании плавкого предохранителя FU1, указывая на необходимость его замены.
Электрическая принципиальная схема самодельного блока питания с защитой от коротких замыканий
Рассмотрим работу самодельного блока питания .
Переменное напряжение, снимаемое со вторичной обмотки Т1, выпрямляется диодами VD1…VD4, собранными по мостовой схеме. Конденсатеры С1 и С2 препятствуют проникновению в сети высокочастотных помех, а оксидный конденсатор С3 сглаживает пульсации напряжения, поступающего на вход компенсационного стабилизатора, собранного на VD6, VT2, VT3 и обеспечивающего на выходе стабильное напряжение 9 В.
Напряжение стабилизации можно изменить, подбирая стабилитрон VD6, например, при КС156А оно составит 5 В, при Д814А — 6 В, при ДВ14Б — В В, при ДВ14Г -10 В, при ДВ14Д -12 В. При желании выходное напряжение можно сделать регулируемым, для этого между анодом и катодом VD6 включают переменный резистор сопротивлением 3-5 кОм, а базу VT2 подключают к движку этого резистора.
Рассмотрим работу защитного устройстваблока питания . Узел защиты от КЗ в нагрузке состоит из германиевого п-р-п транзистора VT1, электромагнитного реле К1, резистора R3 и диода VD5. Последний в данном случае выполняет функцию стабистора, поддерживающего на базе VT1 неизменное напряжение около 0,6 — 0,7 В относительно общего.
В обычном режиме работы стабилизатора транзистор узла защиты надежно закрыт, так как напряжение на его базе относительно эмиттера отрицательное. При возникновении короткого замыкания эмиттер VT1, как и эмиттер регулирующего VT3, оказывается соединенным с общим минусовым проводом выпрямителя.
Другими словами, напряжение на его базе относительно эмиттера становится положительным, вследствие чего VT1 открывается, срабатывает К1 и своими контактами отключает нагрузку, светится светодиод HL3. После устранения короткого замыкания напряжение смещения на эмиттерном переходе VT1 снова становится отрицательным и он закрывается, реле К1 обесточивается, подключая нагрузку к выходу стабилизатора.
Детали для изготовления блока питания. Электромагнитное реле любое с возможно меньшим напряжением срабатывания. В любом случае должно соблюдаться одно непременное условие: вторичная обмотка Т1 должна выдавать напряжение, равное сумме напряжений стабилизации и срабатывания реле, т.
е. если напряжение стабилизации, как в данном случае 9 В, а U
сраб реле 6 В, то на вторичной обмотке должно быть не менее 15 В, но и не превышать допустимое на коллекторе-эмиттере применяемого транзистора. В качестве Т1 на опытном образце автор использовал ТВК-110Л2. Печатная плата устройства изображена на рис.2.
Печатная плата блока питания
Прус С. В.
Схема защиты от повышенного и пониженного питания, перегрева, кз.
Собранного устройство или приведённая схема — это полноценная схема защиты от повышенного или пониженного питания, короткого замыкания, перегрева и так далее…
Вся схема собрана на одном компараторе LM339, в ней четыре независимых канала.
Я на всякий случай напомню, что это универсальная система защиты, которую можно внедрить например в преобразователь 12-220, защита такого плана не даст преобразователю разрядить аккумулятор, также отключит инвертор, если питающее напряжение выше нормы, а также обеспечить термозащиту и защиту от коротких замыканий, если вдруг вы случайно замкнете выход инвертора.
Устройство на самом деле может быть любым, с успехом такую защиту можно внедрить например в зарядное устройство.
На плате у нас 4 индикаторных светодиода, которые показывают, что сработала одна из защит. Можно их подписать, в таком случае вы точно будете знать конкретно какая защита сработала, имеем также 4 подстроечных многооборотных резистора. С их помощью можно выставить пороги срабатывания защиты.
Как это работает?
На первых двух компараторах собрана защита от повышенного и пониженного питающего напряжения.
Вся суть схемы заключается в том, что на один из входов компаратора подано опорное напряжение со стабилитрона, на другой вход, через делитель подана часть напряжения, которое нужно контролировать, если оно выше или ниже опорного, компаратор моментально изменит состояние своего выхода, вследствие чего откроется маломощный транзистор, как следствие загорится светодиодный индикатор.
В коллекторную цепь транзистора можно подключить всё что угодно, например обмотку реле, либо мощный транзистор для управления более мощными нагрузками.
В случаи защиты от пониженного питания происходит точно то же самое, только на сей раз опорное напряжение подано на инверсный вход компаратора.
Система термозащиты также мало чем отличается от вышеуказанных, тут всё так же,
только один из резисторов делителя заменён на терморезистор или термистор.
Термистор на 10 килоом, то есть при нагреве он снижает своё начальное сопротивление,
это приводит к тому, что на не инверсном входе компаратора напряжение будет увеличиваться, то есть нарушится баланс между входами, как следствие произойдет изменения состояния выхода компаратора и срабатывание транзистора.
Следующая схема является защитой от коротких замыканий,
тут классический пример с применением датчика тока в лице низкоомного шунта,
притом обратите внимание на то, как подключен шунт, один его конец — масса питания, другой конец тоже масса только входная, именно сюда подключается например минус аккумулятора, а другой конец идёт к минусу инвертора например.
Если инвертор, ну или любое другое устройство, потребляет ток выше заданного предела, а его задают подстроечным резистором, то защита сработает.
Как мы знаем на участке цепи, в данном случае этим участком у нас является низкоомный шунт, при протекании тока будет образовываться определенное падение напряжения, которое зависит от тока в цепи и сопротивление шунта, чем больше ток и сопротивление, тем больше падение напряжения на шунте.
шунтВ данном случае также происходит сравнивание напряжений, на сей раз, опорное напряжение сравнивается с падением, которое образуется на шунте, ну а дальше вы знаете.)
Наладка…
Для полной наладки схемы вам понадобиться лабораторный источник питания, образцовой термометр с термопарой желательно, ну и датчик тока, в моем случае это шунт на 10 ампер и при протекании по нему тока в 10 ампер падение на шунте будет 75 милливольт, как правило большинство шунтов имеют именно такое падение, разница может быть только в расчетном токе.
Подключаем устройство к лабораторному блоку питания, первым подстроечным резистором необходимо выставить защиту от пониженного питания.
Для этого на лабораторном блоке питания выставим например девять с половиной вольт, медленно вращаем подстроечный резистор, до тех пор, пока светодиод не засветиться, тоже самое делаем в случае защиты от повышенного напряжения.
Например нам нужно чтобы защита сработала при 16 вольтах, на лабораторном блоке питания выставим эти 16 вольт, далее вращением подстроечного резистора добиваемся срабатывания светодиода.
В случае термозащиты нам понадобится любой источник тепла с возможностью регулировки температуры — это может быть утюг или что-то другое.
Стыкуем термопару образцового термометра и термистора от нашей защиты с нагреваемой поверхностью, греем поверхность до необходимой температуры при которой должна сработать защита, температуру отслеживаем термометром, далее вращением 3-его подстроечного резистора добиваемся активации светодиода.
В качестве источника тепла я использовал обычную сетевую лампу,
обмотал её алюминиевой фольгой и с помощью термоскотча прикрепил к фольге термистор от нашей схемы защиты и термопару от образцового прибора, последние должны находиться на максимально близком расстоянии друг от друга для минимизации разброса температуры.
Температуру регулировал латром, который попросту меняет напряжение на лампе, чем ярче светит лампа, тем больше тепла она излучает.
Защита от коротких замыканий.., тут важно заметить, что указанные в схеме резисторы и шунт подлежат подбору, всё зависит от ваших потребностей и выбранного шунта.
Если ток защиты нужен большой и шунт низкоомный, то увеличивается сопротивление резистора R21, для более точной подстройки его также можно заменить переменным резистором высокого сопротивления.
Для точной настройки этой защиты, желательно наличие реостата, либо электронной нагрузки, если ничего из этого под рукой нет, можно обойтись и мощными лампами или нихромовой спиралью.
Далее подключаем всё показанным образом.
Увеличиваем нагрузку до тех пор, пока в цепи не будет протекать ток при котором должна сработать защита, ток контролируется дополнительным амперметром или же изменением падения напряжения на шунте, а дальше по закону Ома можно понять какой ток протекает в цепи. Последний вариант в данном случае наиболее удобный, если добились необходимого тока просто вращайте 4-ый подстроечный резистор, до включения светодиода.
После настройки всех защит можно заклеить винты подстроечных резисторов, либо выпаять их, измерить полученное сопротивление и заменить двумя постоянными резисторами, но это если схему вы собираетесь внедрить в конкретное устройство и всё тщательно настроено.
Показанная система очень экономична, если светодиоды не светятся потребление от источника 12 вольт всего 10-15 миллиампер максимум.
Эту простую платку удобно использовать в преобразователях напряжения, зарядных устройствах и так далее, скорость срабатывания защит — мгновенна.
Архив к статье скачать.
Автор; АКА КАСЬЯН
Блок защиты зарядных устройств — защита от короткого замыкания (электронные предохранители) — Источники питания
Владельцы автомобилей хорошо знают, что автомобильный аккумулятор (особенно зимой) может откинуть копыта в самый неподходящий момент. Сегодня имеются множество разновидностей зарядных устройств, которые можно купить почти в любом магазине электроники, но я как радиолюбитель, купить не советую, поскольку если аппарат промышленного образца, это совсем не означает, что он качественный, к тому же довольно хорошее и долговечное зарядное устройство можно изготовить за пару часов из подручного хлама.
Многие промышленные зарядники имеют функцию контроля заряда и защиту от перегруза и короткого замыкания — последняя является очень нужной функцией, если вздумали собрать для себя хороший зарядник. О конструкции мощного импульсного зарядного устройства поговорим в следующих статьях, а сейчас хочу поделиться схемой блока защиты от коротких замыканий и перегруза зарядного устройства.
Сама схема состоит из нескольких компонентов, которые не критичны и подлежат замене. Полевой транзистор (в ходе работы никак не перегревается, поэтому теплоотвод ему не нужен) — серии IRFZ44/40/46/48/24 — можно использовать любой из указанных транзисторов, цоколевка у них полностью одинаковая. Ток , при котором должна срабатывать защита устанавливаем подбором номинала резистора 0,01 Ом (резистор шунта).
Если резистор на 0,1 Ом, то защита сработает при токе 4 Ампер, при двух параллельных резисторах 0,1 Ом (сопротивление 0,05 Ом) защита сработает при токе 7-8 Ампер).
Для нормального процесса зарядки АКБ скажем на 60А/ч, нужно зарядное устройство с током 6 Ампер — оптимальный номинал тока зарядного устройства, это десятая часть емкости заряжаемой аккумуляторной батареи.
В качестве шунта использовать резисторы на 5 Ватт, хотя ставил и на 2 ватт, но они могут перегреваться. Светодиодный индикатор светиться, если блок ушел в защиту (кз или перегруз на выходе).
Переменным резистором можно настроить на нужный ток в узких пределах (более точная настройка). При наличии такого блока, ваше зарядное устройство надежно защищено от любых видов замыканий на выходе.
Защита от короткого замыкания на реле.Работает быстрее предохранителя | Электронные схемы
защита от кз на релеС помощью этого простого устройства,можно защитить блок питания или технику при коротком замыкании.Защита выполнена всего на четырех деталях:реле на 12 Вольт с нормально разомкнутым контактом,кнопка (о резисторе R2 позже) и светодиоде с резистором.
защита от короткого замыкания на реле и кнопкеКак работает эта защита.При подаче питания на вход,ток идет по пути через светодиод с резистором и через катушку реле на минус.Светодиод при этом светит,ток в нагрузку не идет.Но если в нагрузке будет лампа накаливания,то ее низкое сопротивление зашунтирует катушку реле и ток пойдет не через катушку реле а через лампу.Этот ток 10-15мА на лампу накаливания никак не влияет.
Когда нажимаем на кнопку,ток пойдет по ней и к катушке реле,контакт реле замкнется,кнопка и светодиод будут зашунтированы контактом,светодиод не светит и ток пойдет к нагрузке.Но какое-то время при нажатии на кнопку ток пойдет по ней в нагрузку .Это время составляет 5-10 миллисекунд пока не сработает реле.Если нагрузка потребляет большой ток,то последовательно кнопке можно поставить резистор,который ограничит ток через кнопку.Сопротивление этого резистора и кнопку надо подбирать исходя из потребляемого тока нагрузкой .На фото кнопка,рассчитанная на 15А /125 Вольт переменного тока,на постоянном токе при 12 Вольт наверняка будет работать примерно до 7-10А, поэтому резистор к ней не применял.
Если теперь устроить короткое замыкание в нагрузке,на обмотке реле упадет напряжение и контакты реле разомкнутся обесточив нагрузку и светодиод вновь светит.
схема на релеНельзя нажимать на кнопку,пока не устранить причину,вызвавшую короткое замыкание.
Проверил,кто быстрее сработает,плавкий предохранитель или контакты реле.Предохранитель на 1.5А установил в плюс питания.При коротком замыкании,контакты реле сработали быстрее.
С
Схема защиты от короткого замыкания в нагрузке с регулируемым рабочим напряжением Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»
Ivanov Denis Aleksandrovich, postgraduate, [email protected], Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.833
СХЕМА ЗАЩИТЫ ОТ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В НАГРУЗКЕ С РЕГУЛИРУЕМЫМ РАБОЧИМ
НАПРЯЖЕНИЕМ
В.
М. Степанов, А.О. Казаков
Рассмотрены преимущества использования реле напряжения для защиты цепей питания постоянного тока от короткого замыкания в нагрузке. Дополнена оригинальная схема защиты двухполярного блока питания и защита нескольких питающих цепей от короткого замыкания в нагрузке.
Ключевые слова: реле, цепь питания, постоянный ток, оперативный ток, короткое замыкание.
Защита электронных устройств от короткого замыкания в нагрузке часто выполняется достаточно простым способом — установкой плавких вставок-предохранителей. Данный способ защиты достаточно дешев, но имеет существенных недостаток — низкое быстродействие из-за высокой тепловой инерции вставок.
Известно, что в системах релейной защиты применяются реле напряжения с фиксированными значениями напряжения питания защищаемой цепи.
Подача повышенного напряжения на систему защиты приводит к превышению тока в катушке реле, что, в свою очередь, вызывает увеличение падения напряжения на катушке реле. Данное явление вызывает перегрев и преждевременный износ реле и при значительных превышениях может вывести его из строя. В этом случае приходится для разных рабочих напряжений использовать различные реле, что не всегда целесообразно исходя из соображений экономичности. Аналогичным недостатком обладает схема реле напряжения, изображенная на рис. 1 и описанная в [1].
Защита представляет собой четырехполюсник, включаемый между блоком питания и нагрузкой. После подачи напряжения на контакты ХБ1 ивх, на входе устройства появляется напряжение, но оно не поступает в нагрузку. Для включения защиты нужно кратковременно нажать на кнопку Б1 «Пуск». Это приведет к кратковременному поступлению напряжения на катушку реле К1. Реле включится, его контакты К1.1 замкнутся, защита перейдет в рабочий режим.
Для совершенствования и универсализации реле напряжения предлагается использовать низковольтное реле в составе системы для защиты цепей с напряжениями питания, превышающими рабочее напряжение реле. Для этого последовательно с катушкой реле включается дополнительное сопротивление Я2, позволяющее системе защиты работать на одно повышенное напряжение (рис. 2, а), либо повышенные напряжения, в зависимости от выбранного необходимого сопротивления Я2 переключателем Б1 (рис. 2, б).
Рис. 1. Схема защиты от короткого замыкания в нагрузке
Расчет дополнительного сопротивления осуществляется по закону Ома для замкнутого участка цепи.
Рис. 2. Схема защиты от короткого замыкания в нагрузке с дополнительным сопротивлением: а — для повышенного напряжения; б — для использования при различных напряжениях
109
Многоступенчатое регулирование напряжения срабатывания в системе защиты позволяет использовать схему для защиты в различных схемах, начиная от низковольтной портативной аппаратуры и заканчивая защитой вторичных цепей на высоковольтных распределительных подстанциях.
Список литературы
1. Степанов В.М., Казаков А.О. Многоканальная схема защиты от короткого замыкания в нагрузке на базе реле напряжения // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 12. Ч.2 Тула: Изд-во ТулГУ. 2013. С. 95-99.
2. Звуковая схемотехника для радиолюбителей / под ред. С.М. Янковского. СПб.: Наука и техника, 2003. 400 с.
3. Устройство и обслуживание вторичных цепей электроустановок. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1986. 152 с.
Степанов Владимир Михайлович, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, ener-gy@tsu. tula. гиРоссия, Тула, Тульский государственный университет,
Казаков Александр Олегович, магистрант, kazakov [email protected] Россия, Тула, Тульский государственный университет
SHORT-CIRCUIT PROTECTION CIRCUITIN THE LOAD VARIBLE DISPLACEMENT VOLTAGE
V.M. Stepanov, A.O. Kazakov
The advantages of using the relay voltage protection DC power from a load short-circuit are considered. The authors supplemented the original protection circuit dual power supply and protection of multiple supply circuits from short-circuit in the load.
Key words: relay, the power supply circuit, DC, operating current, short-circuit.
Stepanov Vladimir Michailovich, doctor of technical sciences, professor, head of chair, energy@tsu. tula. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Kazakov Alexandr Olegovich, candidate of master, [email protected], Russia, Tula, Tula State University
Многоканальная схема защиты от короткого замыкания в нагрузке на базе реле напряжения Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»
5. Фаликов B.C., Витальев В.П. Автоматизация тепловых пунктов. Справочное пособие. М.: Энергоатомиздат, 1989. 255 с.
Ершов Сергей Викторович, канд. техн. наук, проф., доц., [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Сергеева Татьяна Евгеньевна, инженер, kafelenearambler.ru. Россия, Тула, Тульский государственный университет
MA THEMA TICAL MODELLING OF PARAMETERS OF THE PREMISES IN THE
INTELLECTUAL — ADAPTIVE SYSTEMSAUTOMATIC CONTROL OF THE
MICROCLIMATE
S. V. Ershov, T.E. Sergeeva
Methods and models modeling microclimatic parameters of the premises, which apply the system of automatic control of parameters of the microclimate are considered. The methodology of modeling laid combined method of control of parameters of microclimate in premises.
Key words: heat supply, microclimate, heating, ventilation, engineering.
Ershov Sergey Victorovich, candidate of technical science, docent, er-schov. serrga.mail. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Sergeeva Tatiana Evgenyevna, engineer, kafelene®,rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University.
УДК 621.833
МНОГОКАНАЛЬНАЯ СХЕМА ЗАЩИТЫ ОТ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В НАГРУЗКЕ НА БАЗЕ РЕЛЕ НАПРЯЖЕНИЯ
В.М. Степанов, А.О. Казаков
Рассмотрены преимущества использования реле напряжения для защиты цепей питания постоянного тока от короткого замыкания в нагрузке. Авторами разработана оригинальная схема защиты двухполярного блока питания и защита нескольких питающих цепей от короткого замыкания в нагрузке.
Ключевые слова: реле, цепь питания, постоянный ток, оперативный ток, короткое замыкание.
Для защиты электронных устройств от короткого замыкания в нагрузке используют плавкие вставки — предохранители. Данный способ защиты достаточно дешев, но имеет ряд существенных недостатков. Главные из них, это низкое быстродействие из-за высокой тепловой инерции
95
вставок. Например, в схемах содержащих полупроводниковые приборы, которые термически малостойки, короткое замыкание приведет в выводу их из строя.
Наряду с плавкими предохранителями широко используют электронные и электромеханические устройства защиты. Эти устройства имеют высокую скорость срабатывания, индикацию режимов работы. В защите от короткого замыкания в нагрузке, нуждаются источники постоянного оперативного тока на подстанциях используемые для питания устройств РЗиА, управления высоковольтными выключателями, аварийной и предупредительной сигнализации, а также для других устройств требующих питание от независимого источника постоянного напряжения. Также, в защите от коротких замыканий нуждается большинство питающих устройств низковольтной аппаратуры.
Существует много различных схем защиты, рассмотрим например простейший и эффективный вариант защиты от короткого замыкания в нагрузке изображенный на рисунке 1. [1, с.388]
Данное устройство представляет из себя четырехполюсник включаемый между блоком питания и нагрузкой. После подачи напряжения на контакты XS1 (Цвх), на входе устройства появляется напряжение, но оно не поступает в нагрузку. Для включения защиты нужно кратковременно нажать на кнопку S1 «Пуск». Это приведет к кратковременному поступлению напряжения на катушку реле К1. Реле включится, его контакты К 1.1 замкнутся, защита перейдет в нормальный режим работы (подача напряжения на контакты ХР1, к которым подключена нагрузка). Загорится светодиод ИЬ2 (зеленый) индуцируя нормальный режим работы. Если произойдет короткое замыкание в нагрузке, то питающее напряжение на катушке реле К1 снизится, реле разомкнет свои контакты К1.1 и отключит нагрузку и свою катушку. Светодиод БЫ (красный) загорится (так как через сопротивление Ю на него будет поступать ток) сигнализируя о коротком замыкании и отключении нагрузки от цепи питания. В таком состоянии схема защиты может находиться сколь угодно долго, что не вызовет никаких повреждений в цепях питания так как нагрузка отключена от источника напряжения. После устранения причин короткого замыкания. Необходимо снова нажать кнопку S1, что приведет к переводу защиты в нормальный режим.
Реле подбирается в зависимости от напряжения нагрузки. Максимальный ток нагрузки определяется максимальным пропускным током через контакт К1.1 реле К1. Время срабатывания зависит от конкретного типа выбранного реле. Светодиоды БЫ, БЬ2 и сопротивление Ю подбираются и рассчитываются в зависимости от напряжения питания. На схеме приведены номиналы для напряжения питающей цепи 12В (БЫ, БЬ2 -АЛ307Б и АЛ307Г соответственно).
ХР1
К1
-я
Рис. 1. Схема защиты от короткого замыкания в нагрузке
Наряду с однополярным, в устройствах питания электронной аппаратуры присутствует двухполярное, а также многоканальное питание. В случае короткого замыкания в нагрузке одного канала питания, могут выйти из строя элементы других каналов аппаратуры. Так же рассогласованное действие защиты приводит к выходу из строя элементов схемы. Поэтому возникает необходимость в быстродействующей защите, отключающей одновременно все цепи питания в случае короткого замыкания в одной из них.
Используя принцип релейной защиты, изображенный на принципиальной схеме рис.1, мной был разработан способ использования реле для защиты от короткого замыкания в нагрузке двух самостоятельных источников питания постоянного тока. Данный способ позволяет отключать оба источника питания одновременно при возникновении короткого замыкания в нагрузке одного из них.
По данному принципу можно разработать схему защиты с одновременным отключением нескольких взаимозависимых источников питания, при КЗ в любом из них. Пример использования защиты на несколько каналов питания приведен на рисунке 2а. При возникновении короткого замыкания в нагрузке, например первого канала питания, реле К1 своими контактами К1.1 и К1.2 отключит сразу обе цепи нагрузки подключенные к вилке ХР1 и ХР2 соответственно. При этом загорятся светодиоды БЫ, НЬ2 (красные) сигнализируя о возникновении короткого замыкания и отключении нагрузки от цепи питания. После устранения причин короткого замыкания в нагрузке достаточно кратковременно нажать сдвоенную кнопку Б1 и система защиты перейдет в нормальный режим работы, о чем
будут свидетельствовать загоревшиеся светодиоды ИЬ3, ИЬ4 (зеленые). Аналогично работает схема защиты двухполярного источника напряжения изображенная на рисунке 2б.
а
б
Рис. 2. Схема защиты от короткого замыкания в нагрузке а — защита двух цепей питания; б — защита двухполярного питания
Разработанная схема имеет минимум компонентов, достаточно проста, не требует дополнительного питания, обладает высоким быстродействием и чувствительностью.
Список литературы
1. Звуковая схемотехника для радиолюбителей: под ред. С.М. Янковского. СПб.: Наука и Техника, 2003. 400 с.
2. Устройство и обслуживание вторичных цепей электроустановок. 2-е издание, переработанное и дополненное. М.: Энергоатомиздат, 1986. 152 с.
Степанов Владимир Михайлович, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, [email protected] Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Казаков Александр Олегович, магистрант, kazakov [email protected] Россия, Тула, Тульский государственный университет.
MULTICHANNEL SHORT-CIRCUIT PROTECTION CIRCUIT IN THE LOAD BASED RELAY VOLTAGE
V.M. Stepanov, A.O. Kazakov
The advantages of using the relay voltage protection DC power from a load short-circuit. The authors have developed the original protection circuit dual power supply and protection of multiple supply circuits from short-circuit in the load.
Key words: relay, the power supply circuit, DC, operating current, short-circuit.
Stepanov Vladimir Michailovich, doctor of technical science, professor, manager of department, energy@tsu. tula.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Kazakov Alexandr Olegovich, candidate of master, [email protected]. Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.833
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ЭФФЕКТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРОПИТАЮЩИХ СИСТЕМАХ
В.М. Степанов, П.Ю. Каратеев
Рассмотрена система обеспечения эффективного использования и распределения электрической энергии в электропитающих системах.
Ключевые слова: эффективное использование и распределение электроэнергии, система автоматического управления.
Эффективное использование электрической энергии не только связано с её качеством, но и требуемым потреблением электроэнергии электроэнергетическим и электротехническим оборудованием электропитающих систем.
Поскольку процесс включения и отключения электропотребителей носит динамический характер, то одним из показателей эффективности использования электроэнергии является техническое использование электрооборудования, т.е. возникает формирование нагрузки ниже её значения.
99
Защита от короткого замыкания для (почти) любого источника питания: 7 шагов (с изображениями)
Схема действительно проста для понимания.
Резистор низкого номинала (номинал резистора будет объяснен позже) последовательно с выходом источника питания. Когда через него начнет течь ток, на нем появится небольшое падение напряжения, и мы будем использовать это падение напряжения, чтобы определить, перегружен ли выход источника питания или закорочен.
«Сердце» этой схемы — операционный усилитель (ОУ), сконфигурированный как компаратор (ступень 2).
Принцип работы очень прост, вам просто нужно следовать этому правилу:
Если напряжение на неинвертирующем выходе выше, чем на инвертирующем выходе, то для выхода устанавливается «высокий» уровень.
Если напряжение на неинвертирующем выходе ниже, чем на инвертирующем выходе, то для выхода устанавливается «низкий» уровень.
Я поставил кавычки на «высокий» и «низкий», чтобы облегчить понимание работы операционного усилителя. Это не имеет отношения к логическим микроконтроллерам 5 вольт уровнями.Когда операционный усилитель находится на «высоком уровне», его выходной сигнал будет очень близок к положительному напряжению питания, поэтому, если вы подаете на него +12 В, напряжение «высокого выходного уровня» будет приближаться к +12 В. Когда операционный усилитель находится на «низком уровне», его выходной сигнал будет очень близок к его отрицательному напряжению питания, поэтому, если вы подключите его отрицательный вывод питания к земле, «низкий выходной уровень» будет очень близок к 0 В.
Когда мы используем операционные усилители в качестве компараторов, у нас обычно есть входной сигнал и опорное напряжение для сравнения этого входного сигнала.
Итак, у нас есть резистор с переменным напряжением, которое определяется в зависимости от тока, протекающего через него, и опорного напряжения. Это звонит вам в какой-нибудь колокол? Мы почти закончили с теорией, будь храбрым и следуй за мной.
Поскольку падение напряжения на резисторе, включенном последовательно с источником питания, слишком мало, нам необходимо немного его усилить, потому что некоторые операционные усилители не слишком точны при сравнении низких напряжений, например 0,5 В или ниже. Вот почему первый каскад (стадия 1) этой схемы представляет собой усилитель, использующий другой операционный усилитель.В этом случае 3–4-кратного усиления более чем достаточно.
Усиление операционного усилителя (av) определяется по формуле: av = (RF / R1) +1
В этом случае мы получили 3,7-кратное усиление: av = (2700/1000) +1 = 3,7
Третья ступень схемы — это сама защита. Это реле, которое вы можете подключить напрямую к выходу вашего источника питания, если вы имеете дело с низким током (2А), или вы можете подключить его к большему реле, если вы имеете дело с большим током, или даже отключите предыдущий этап вы блокируете питание, заставляя выход отключаться.Это будет зависеть от имеющегося у вас блока питания. Например, если ваш источник питания основан на LM317, вы можете просто использовать реле для физического отключения выходного контакта LM317 от источника питания, поскольку мы используем нормально закрытый контакт реле (я загрузил изображение, чтобы лучше описать этот пример).
Транзистор PNP на ступени 3 действует как пломба, удерживая реле включенным после короткого замыкания, поэтому вы можете нажать кнопку, чтобы снять его с охраны. Почему я не использовал для этого само реле? Это потому, что реле слишком медленно это делает.
Подумайте об этом: в тот момент, когда реле отключает выход вашего источника питания, короткого замыкания больше не существует, и компаратор переходит с высокого уровня на низкий. Поскольку больше нет тока, протекающего на базе транзистора NPN, нет больше тока, протекающего через катушку реле. Когда все эти действия происходят, контакты реле не успевают завершить свой ход и соединиться с другими контактами, чтобы закрыть пломбу. Поведение схемы, если бы я использовал само реле для закрытия пломбы, было бы, если бы реле безумно пыталось выключить выход, но безуспешно.Я знаю, что мог бы использовать конденсатор для подачи достаточного тока на реле, но мне понадобится большой конденсатор, и никто не может гарантировать, что он будет работать в 100% случаев, когда выход блока питания закорочен. Электролитические конденсаторы выходят из строя со временем, и выход из строя в этой схеме не лучший вариант.
Для снятия схемы с охраны нормально замкнутый переключатель включен последовательно с базой NPN-транзистора. При нажатии на этот нормально замкнутый переключатель он размыкает свой контакт и отсоединяет базу NPN-транзистора от остальной схемы, нарушая уплотнение и сбрасывая выход источника питания.
Емкость 1 мкФ на базе транзистора NPN — это всего лишь порог, поэтому небольшое пиковое потребление не срабатывает.
Вы можете питать эту цепь от 9В до 15В. Только будьте осторожны, чтобы правильно выбрать напряжение реле и напряжение конденсаторов. И для ясности, не подключайте контакты питания этой схемы напрямую к выходу источника питания, иначе это будет бесполезно. Только представьте, если ваш выход закорочен, напряжения для питания схемы защиты не хватит. Вам нужно будет подключить его на этапе перед выходом, возможно, специальный стабилизатор напряжения только для него.LM7812 будет более чем достаточно.
Цепи защиты— Основы схем
Все электронные устройства нуждаются в схемах защиты. Они используются, как следует из названия, для защиты источника питания от принудительной подачи чрезмерного тока при перегрузке или коротком замыкании или для защиты подключенной цепи от источника питания с обратным подключением или напряжения, превышающего расчетное напряжение схемы. Их можно классифицировать следующим образом:
Защита от перенапряжения
Цепь «лом» (показанная на рисунке 1) может защитить ваше устройство от перенапряжения.При нормальном использовании питание 12 В поступает на выход через диод обратной защиты и предохранитель. Зенер выбран немного выше; в данном случае 15В. Когда входное напряжение достигает 15 В, стабилитрон проводит ток, создавая напряжение на R2. Когда это достигает триггерного напряжения SCR (менее 1 В), SCR срабатывает, создавая короткое замыкание на входе, которое вызывает перегорание предохранителя. C1 гарантирует, что выбросы, вызванные переходными процессами переключения, не запускают SCR. SCR и стабилитрон должны выдерживать внезапный пусковой ток, пока не перегорит предохранитель.
Рисунок 1: Защита от перенапряжения ломом Версия вышеупомянутой схемы для ПКНа рис. 2 показана почти такая же схема, за исключением того, что стабилитрон был заменен программируемым стабилитроном D5. Изменяя напряжение на его входе с помощью R6, вы можете установить напряжение срабатывания, что обеспечивает большую гибкость. Наконец, на рисунке 3 показана та же схема, добавленная к регулятору напряжения и индикатору перегоревшего предохранителя, а также изображение завершенного проекта.
Рисунок 2: Программируемая защита от перенапряжения Рисунок 3: Проект регулятора с защитой от перенапряженияГотовая печатная плата для вышеуказанной схемы
Другой формой перенапряжения является скачок напряжения в линии электропередачи.Скорее всего, это проблема со стороны источника питания переменного тока. Часто используемым решением является установка MOV через источник питания. MOV (переменная оксида металла) похож на резистор большого номинала (несколько сотен кОм), который очень быстро реагирует на повышение напряжения. Во время кратковременных падений его сопротивление достаточно низкое, чтобы избежать выброса. См. Рисунок 4 ниже.
Рисунок 4: Защита MOVМаксимальная токовая защита
В предыдущей статье мы рассмотрели регуляторы и способы ограничения их тока.Давайте посмотрим на это еще раз.
На рисунке 5 Q8 — это транзистор главного прохода, регулируемый Q10 и D8. Часть максимального тока — R19 и Q9. Если напряжение между базой и эмиттером Q9 достигает 0,6 В, Q9 начинает включаться. Затем это «отнимает» ток у базы Q8, заставляя его начать отключаться. Хитрость заключается в том, чтобы спроектировать R19 таким образом, чтобы при токе отсечки снижалось 0,6 В. Итак, если мы хотим отключиться на 2А, R = V / I = 0,6 / 2 = 0,3 или 0,33 Ом. Поскольку он пропускает полный ток нагрузки, он должен принимать его, возможно, тип 5 Вт.
Обратите внимание, что вы должны оставить длину выводов на компонентах, которые будут немного нагреваться, и увеличить площадь контакта печатной платы. Кроме того, припаяйте его, чтобы значительно повысить их способность рассеивать тепло (но не делайте этого с радиочастотными компонентами!)
Рисунок 5: Регулятор с защитой от перегрузки по токуДругая максимальная токовая защита
Конечно, есть и другие устройства защиты от сверхтока, такие как предохранители и автоматические выключатели для больших токов переменного тока, возможно, в вашем домашнем электроснабжении.
Предохранители представляют собой просто особую тонкую проволоку, которая быстро нагревается и плавится. К ним были добавлены различные устройства, такие как пружины растяжения, чтобы они медленнее взорвались, и порошок, окружающий предохранительный провод, чтобы предотвратить разбивание стекла при его взрыве. Обычно выбираются предохранители с номиналом 150% от нормального тока. Здесь есть хорошая статья о предохранителях.Автоматические выключатели — это отдельная тема. Но, проще говоря, это простые переключатели, у которых есть механизм их отключения. В обычном автоматическом выключателе это биметаллическая полоса, через которую течет ток и изгибается при нагревании.Затем он механически присоединяется к механизму отключения и срабатывает при определенном токе. Автоматические выключатели также имеют небольшую индуктивную составляющую, поэтому автоматический выключатель может отключаться медленно при перегрузке или очень быстро при коротком замыкании. Вот отличное видео, показывающее медленное срабатывание.
Обратная полярность ЗащитаЗащита от обратной полярности является наиболее простой задачей. Подойдет простой диод на пути входящего питания. Но для этого должен быть соответствующий текущий рейтинг.На рисунке 6 1N4006 имеет номинальный ток 1 А и PIV (пиковое обратное напряжение) 800 В, поэтому этого должно хватить для большинства проектов. Диод вызовет постоянное падение напряжения от 0,6 до 0,7 В, но это не должно быть проблемой. Однако, если у вас есть цепь, которая должна работать при очень низком напряжении, падение 0,6 В на последовательном диоде может стать проблемой. В этом случае на рисунке 6 (справа) показан шунтирующий диод.
Когда входное напряжение меняется на противоположное, диод проводит ток, вызывая перегорание предохранителя.Он действительно работает, но есть некоторые вещи, о которых следует знать, например, диод должен выдерживать полный ток источника питания в течение времени, которое требуется для срабатывания предохранителя. Это будет достаточно, и потребуется диод на ток не менее 5-10А.
Рисунок 6: Защита от обратного напряженияЗащита от обратной полярности обратной ЭДС
Есть еще одна форма обратной полярности, которая возникает, когда вы этого не ожидаете. Каждый раз, когда индуктивность, по которой проходит ток, отключается, накопленное магнитное поле в индукторе должно разрушиться, и он будет пытаться сделать это в обратном направлении через свои выводы.Мало того, это могут быть сотни вольт. (Так работают автоматические свечи зажигания старого образца.) Вы также можете защитить свое устройство от этой обратной ЭДС, используя перевернутый диод поперек индуктивности, как показано на рисунке 7. Обратите внимание, что диод должен иметь высокий рейтинг PIV и 1N4006 будет адекватным.
Рисунок 7: Защита от обратной ЭДСНаконец, помните, что предохранители работают медленно. Бытует шутка, что транзистор за 50 долларов часто перегорает первым, чтобы защитить предохранитель на 10 центов!
Защита от перегрузки или короткого замыкания? Как защитить вашу конструкцию от обеих опасностей
В автоматических выключателях есть четыре варианта кривых задержки: тепловые, термомагнитные, гидравлически-магнитные и магнитные.Каждый из них имеет свой профиль отключения в зависимости от времени и тока, и каждый имеет различные механические характеристики.
Термовыключатели состоят из термочувствительной биметаллической ленты или диска. Этот тип технологии имеет более медленную характеристическую кривую, которая различает безопасные временные перенапряжения и длительные перегрузки. Он подходит для машин или транспортных средств, в которых пуск электродвигателей, трансформаторов и соленоидов сопровождается высокими пусковыми токами. Существуют тепловые выключатели с термоэлементами, которые обеспечивают более быстрое переключение.Они представляют собой недорогое решение для защиты бытовых приборов и печатных плат, среди прочего.
Термомагнитные выключатели сочетают в себе преимущества теплового и магнитного выключателей: они имеют тепловую задержку, которая предотвращает ложное срабатывание, вызванное нормальным пусковым током, и магнитный соленоид для быстрого срабатывания при более высоких токах (рис. 2). И стандартные тепловые, и магнитные выключатели чувствительны к температуре окружающей среды. Однако их можно выбрать для правильной работы в широком диапазоне температур.
Магнитный прерыватель цепи может быть объединен с гидравлической задержкой, чтобы сделать его устойчивым к скачкам тока. Эти гидравлические магнитные прерыватели похожи на термомагнитные в том, что у них есть двухступенчатая кривая отклика — они обеспечивают задержку при нормальных максимальных токах, но быстро срабатывают при коротких замыканиях. Многие гидравлические магнитные выключатели доступны с набором кривых задержки для конкретных применений. На гидромагнитные выключатели не влияет температура окружающей среды, но они, как правило, чувствительны к положению.Эти прерыватели следует устанавливать в вертикальной плоскости, чтобы гравитация не влияла на движение соленоида. При установке в другом положении может потребоваться снижение номинальных характеристик.
Автоматические выключатели с чистым магнитом работают через соленоид и срабатывают почти мгновенно, как только достигается пороговый ток. Этот тип кривой задержки подходит для чувствительного оборудования, такого как телекоммуникационное оборудование, печатные платы и импульсное отключение в приложениях управления.
Защита от короткого замыкания — обзор
8.6.4 Неблагоприятные нагрузки, низкие нагрузки и короткое замыкание
Возможность защиты от короткого замыкания многих профессиональных усилителей мощности была театрально продемонстрирована путем удерживания 6-дюймового гвоздя через выходные клеммы или вставки закорачивающая вилка. Хотя это драматично, на практике этого не происходит. На самом деле короткое замыкание, скорее всего, будет:
- i)
тонкими усами на выводах на обоих концах, иногда короткое замыкание или искрение.
- ii)
Штекер XLR или EP вставлен неаккуратно или небрежно, на мгновение закорачивая контакт (ы) под напряжением к шасси — если это снова ведет к заземлению усилителя.
- iii)
Повреждение на расстоянии n на расстоянии футов (метров) изоляции кабеля динамика, и иногда проводники соприкасаются.
- iv)
Срабатывание цепи защитного лома громкоговорителя.
- v)
Подключение «отремонтированного» динамика, неправильно подключено, поэтому возникает короткое замыкание.
Эти условия можно проверить с помощью трех тестов с подключенным относительно длинным, скажем, 5-метровым кабелем динамика. Для проверки условий наихудшего случая, это должен быть кабель с наибольшей емкостью (на метр) и наименьшей индуктивностью, с которым усилитель может стабильно работать с кабелем, подключенным к репрезентативной или наихудшей фиктивной нагрузке динамика, и с AUT, управляемым с помощью AES / EIA. динамик тестирует розовый шум.
Затем происходит короткое замыкание (i) на выходных клеммах, (ii) на 1/10 длины кабеля и (iii) на конце кабеля.Контролируемое испытание может быть выполнено с помощью ряда устройств замыкания, но для единообразной синхронизации выбор сводится к симистору или другому твердотельному «ломовому» переключателю [7] или реле. Первое реалистично, когда необходимо управлять громкоговорителями с защитой от лома. Цепь лома громкоговорителей может быть воспроизведена как испытательное приспособление и запускаться от внешнего источника постоянного тока. Скорость короткого замыкания симистора (или тиристоров) из-за отсутствия дребезга контактов намного выше и выше, чем при механическом замыкании.Таким образом, обратные ЭДС, вызванные симисторами или тиристорами, могут быть разрушительными до степени, отличной от обычных коротких замыканий.
На рис. 8.5 показан простой тестовый таймер, использующий моностабильное управляемое реле для короткого замыкания в течение заданного периода от 5 до 15 секунд. Замыкание инициируется кнопкой запуска. Светодиод и зуммер указывают на тайм-аут. Реле должно иметь низкое контактное сопротивление, при этом оно должно выдерживать и «переключаться» до 100 ампер без сварки.
Рисунок 8.5. Моностабильный тест на короткое замыкание.
Мало кто понимает, что , даже когда нет музыкального сигнала , большинство полупроводниковых усилителей мощности могут быть повреждены (почти) жестким замыканием их выхода. Это потому, что в большинстве конструкций напряжение смещения постоянного тока обеспечивает «сигнал». Например, если на выходе присутствует + 50 мВ постоянного тока, а полное сопротивление источника на выходе составляет 2 мОм, а короткое замыкание составляет 35 мОм на некотором расстоянии по проводу, тогда
I = V / R = {50 м / 37 м} = 1,35 A
потоков. В то же время половина ОПС поддерживает всю свою линию питания, за вычетом 0.05 В, следовательно, остается постоянно рассеиваемый (скажем)
(90 В × 1,35 А) = 121,5 Вт.
Хотя правильно спроектированный усилитель выдержит это, ясно, что даже при умеренно « жестких » коротких замыканиях требуется не много милливольт сигнала или, в частности, постоянного тока, чтобы нагружать выходной каскад в наиболее уязвимой зоне и тестировать система защиты усилителя. Например, если смещение постоянного тока увеличилось до 0,7 В, а сопротивление короткого замыкания было 30 мОм, то I = 23 А. При 90 В это становится серьезным. Поэтому полезно независимо подтвердить короткую защиту на самом высоком уровне смещения постоянного тока, который обоснованно ожидается или оправдан из-за дрейфа, неправильной регулировки, новых деталей и т. Д.
Ожидается, что профессиональные усилители мощности, особенно те, которые используются для туринговых усилителей мощности, выдержат все такие испытания.
Защита от короткого замыкания или перегрузки | Управление двигателем
Перегрузка по току или избыточный ток — это ситуация, когда существует больше, чем предполагалось, электрический ток.
Как мы знаем, перегрузка по току или перегрузка по току — это ситуация, когда существует больше, чем предполагалось, электрический ток. Это приводит к чрезмерному выделению тепла и риску возгорания или повреждения оборудования и потенциальной травме рабочих.Обеспечение надлежащей защиты может не только защитить рабочих от травм, но и предотвратить простои и техническое обслуживание.
Защита от перегрузки — это защита от длительной перегрузки по току. Защита от перегрузки обычно работает по кривой с обратнозависимой выдержкой времени, когда время отключения становится меньше по мере увеличения тока. Это означает, что реле перегрузки не срабатывает при кратковременных или кратковременных перегрузках по току, которые являются нормальными для оборудования, которое оно защищает.Например, какое-то оборудование может вызывать пусковые токи при запуске. Однако этот бросок тока обычно длится всего несколько секунд и редко является проблемой. Реле перегрузки используются в цепи двигателя для защиты двигателей от повреждений, вызванных продолжительными периодами перегрузки по току .
Короткое замыкание происходит, когда ток проходит по непредусмотренному пути, часто при практически полном отсутствии (или очень низком) электрическом импедансе. Защита от короткого замыкания — это защита от чрезмерных токов или токов, превышающих допустимые значения тока оборудования, и она срабатывает мгновенно.Как только обнаруживается перегрузка по току, устройство отключается и размыкает цепь.
В части 1 этого видео-раздела мы объясняем, как выбрать между защитой от короткого замыкания или защитой от перегрузки.
(см. Часть 2 ЗДЕСЬ, чтобы получить более подробное представление)
Если у вас есть вопросы об этих или других продуктах, свяжитесь с EECO по телефону 800.993.3326
.
2 схемы защиты источника постоянного тока
Вот две схемы защиты источника постоянного тока.Вы знаете, что 3-х контактный стабилизатор серии 7800 становится очень популярным. Мне это тоже нравится. Потому что это удобно и доступно.
Хотя внутри есть защита от короткого замыкания.
Но часто он был поврежден при коротком замыкании.
Итак, мы должны использовать хорошую схему защиты блока питания.
Например, я бы предложил две цепи . Мы используем простую технику.
Более безопасный, без частой замены IC-регулятора.
1. Электронный предохранитель для регулятора
Как известно, регулятор напряжения серии 78xx может выдавать 1А. Но при коротком замыкании их можно повредить.
См. Схему ниже.
Мы используем схему электронного предохранителя для защиты сейфа 78XX. При возникновении короткого замыкания. Эта схема немедленно прекратит подачу тока и напряжения, чтобы предотвратить потерю.
Как это работает
При вводе входного напряжения в схему. Оба транзистора Q1 и Q2 находятся в схеме бистабильного мультивибратора.
Сначала начнется второй квартал. Но Q1 останавливается. Потому что C1 подключен к базе Q1. Он заряжается. Итак, напряжение коллектора Q1, чтобы смещать базовый вывод Q3 через R4. Это причина, по которой Q3 проводит.
И Q4 тоже будет вести.
Итак, на вывод 1 микросхемы IC1 подается напряжение. Это вызывает выходное напряжение любой нагрузки.
Однако при коротком замыкании. D1 работает как заземление.
Это заставляет базу Q2 иметь напряжение около 0,3 В. Затем Q2 прекращает работу бистабильной схемы.
Они меняют работу, чтобы запустить Q1. Итак, Q3, Q4 и 78xx IC перестают работать. Итак, никакого выходного напряжения.
Если вы хотите, чтобы IC снова заработала. Вам нужно нажать переключатель S1. Сбросить схему, чтобы вернуть рабочий.
Или бистабильный мультивибратор для работы и контроля работы Q4 тоже.
Списки деталей
Q1-Q3: BC547 NPN транзисторы
Q4: TIP125 транзистор Дарлингтона
D1: BAT85 Диод
IC1: 7800 Регулятор серии
S1: Кнопочный переключатель
0.25 резисторов, допуск 5%
R1, R5: 4,7 кОм
R2, R3: 22 кОм
R4: 100 кОм
R5: 4,7 кОм
R6: 3,3 кОм
C1: 0,1 мкФ 50 В керамический
2. Быстрая защита источника питания TTL с использованием SCR
Возможно, вы знаете, что для TTL требуется постоянный источник питания 5 В. Даже небольшое перенапряжение. Он также может очень быстро разрушить микросхемы TTL.
И это случается нечасто. При использовании регуляторов 7805.
Использование обычного предохранителя — хороший выбор, позволяющий сэкономить деньги.
Слишком высокое значение TTL для сейфа.Поскольку напряжение низкое, почти 0В.
Пока Фуст будет дуть очень быстро.
Итак, серия IC-78xx спасена и от перегрузки по току.
Как оказалось, это наиболее частый тип отказа стабилизатора, поэтому защита необходима для любой цепи TTL любого значения.
Некоторые используют CMOS в цифровых схемах. Потому что они используют источник питания с широким диапазоном напряжения от 3 до 16 В.
Но в большинстве схем используется больше TTL внутри, и все еще используется источник питания 5 В.
Итак, схема защиты питания имеет необходимое для Регулятора и другие.
Как это работает
В схеме выше. Если напряжение на выходных клеммах поднимается выше 6,2 В. Стабилитрон проводит зарядный конденсатор С4.
Это напряжение инициирует включение кремниевого выпрямителя (SCR).
Очень быстро замыкает выход на массу. Рельсы питания немедленно перегорают предохранитель.
ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ
Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .
Метод защиты от короткого замыкания для SiC MOSFET среднего напряжения на основе определения напряжения затвор-исток
Чен, М., Сюй, Д., Чжан, X., Чжу, Н., Ву, Дж., Раджашекара, К .: Улучшенный метод защиты от короткого замыкания IGBT с самоадаптирующейся схемой гашения на основе измерения В CE . IEEE Trans. Power Electron. 33 (7), 6126–6136 (2018)
Статья Google Scholar
Ши, Ю., Се, Р., Ван, Л., Ши, Ю., Ли, Х .: Характеристики и защита от короткого замыкания модуля SiC MOSFET T-типа на 1200 В в фотоэлектрических инверторах. IEEE Trans. Ind. Electron. 64 (11), 9135–9143 (2017)
Артикул Google Scholar
Wang, Z., Shi, X., Xue, Y., Tolbert, L.-M., Wang, F., Blalock, BJ: Дизайн и оценка характеристик схем защиты от сверхтоков для карбида кремния ( SiC) силовые МОП-транзисторы.IEEE Trans. Ind. Electron. 61 (10), 5570–5581 (2014)
Артикул Google Scholar
Ван, З., Тонг, К., Чжан, Я .: Исследование схем защиты от температуры для SiC MOSFET. В: Материалы международной конференции по электрическим машинам и системам, стр. 822–826 (2018)
Хоригути, Т., Киноути, С.И., Накаяма, Ю., Акаги, Х .: Быстрая защита от короткого замыкания. метод с использованием характеристик заряда затвора SiC MOSFET.В: Материалы конгресса и выставки по преобразованию энергии IEEE, стр. 4756–4764 (2015)
Лай, Р., Ван, Ф., Бургос, Р., Бороевич, Д., Чжан, Д., Нин , П .: Схема защиты от сквозного прохода для преобразователей, построенных на SiC JFET. IEEE Trans. Ind. Appl. 46 (6), 2495–2500 (2010)
Артикул Google Scholar
Ротмунд Д., Бортис Д., Колар У. Дж .: Компактный изолированный драйвер затвора со сверхбыстрой защитой от перегрузки по току для SiC MOSFET на 10 кВ.CPSS Tran. Power Electron. Прил. 3 (7), 278–291 (2018)
Статья Google Scholar
Мифтахутдинов Р., Ли, X., Мухопадхяй, Р., Ван, Г.: Как защитить SiC полевые транзисторы от короткого замыкания — обзор. В: Proceedings of IEEE European Conference on Power Electronics and Applications, pp 1–10 (2018)
Ji, S., Laitinen, M., Huang, X., Sun, J., Giewont, B. , Леон, М., Толберт, М.Л., Ван, Ф.: Характеристики короткого замыкания и защита SiC MOSFET 10 кВ. IEEE Trans. Power Electron. 34 (2), 1755–1764 (2019)
Статья Google Scholar
Садик Д.П., Кломенарес Дж., Толстой Г., Пефититсис Д., Баковски М., Рабковски Дж .: Схема защиты от короткого замыкания для силовых транзисторов из карбида кремния. IEEE Trans. Ind. Electron. 63 (4), 1995–2004 (2016)
Статья Google Scholar
Сухатме Ю., Кришна Ю., Ганесан В. М., Хатуа М .: Технология защиты от короткого замыкания на основе тока стока для SiC MOSFET. В: Материалы международного симпозиума по устройствам, схемам и системам (2018)
Сан, К., Ван, Дж., Бургос, Р., Бороевич, Д., Канг, Ю., Чой, Э. : Анализ и разработка схемы максимальной токовой защиты на основе паразитной индуктивности силового модуля SiC MOSFET. В: Материалы конференции и выставки IEEE по прикладной силовой электронике, стр.2086–2812 (2018)
Юн, Х., Чо, Й .: Применение датчика тока с катушкой Роговского для обнаружения и блокировки перегрузки по току в системах преобразования энергии. В: Материалы международной конференции по силовой электронике и ECCE Asia (2019)
Wang, J., Shen, Z., Dimarino, C., Burgos, R., Boroyevich, D .: Разработка драйвера затвора для Модуль SiC MOSFET 1,7 кВ с датчиком тока Роговского для защиты от короткого замыкания. В: Материалы конференции и выставки IEEE по прикладной силовой электронике, стр.516–523 (2016)
Чжан, В., Ван, Ф., Чжан, З., Хольцингер, Б.: Быстрая максимальная токовая защита широкозонного устройства с измерением постоянного тока. В: Материалы международной конференции по силовой электронике и ECCE Asia (2019)
Цуй, Й., Чжан, З., Йи, П., Вэй, Л .: Исследование токовой защиты от сверхтоков на основе зеркала для 1200 Модули SiC MOSFET высокой мощности V 800A. В: Материалы конгресса и выставки IEEE по преобразованию энергии, стр.6161–6165 (2019)
Лю, Дж., Ван, Ю., Чжэн, З., Пэн, З., Ли, Я .: Сравнение двух драйверов затвора для SiC MOSFET по характеристикам переключения и выше текущая защита. В: Материалы международной конференции по электрическим машинам и системам (2017)
Ван, Х., Чжао, Дж., Чжэн, З., Сунь, Х .: Схема силового МОП-транзистора из карбида кремния с быстрым коротким замыканием. защита цепи. В: Труды семинара по устройствам и приложениям питания с широкой запрещенной зоной в Азии, стр.260–265 (2018)
Чжан, Х., Шен, Г., Гант, Л., Банерджи, С.: Углубленное исследование устойчивости к короткому замыканию и защиты SiC MOSFET на 1200 В. В: Материалы международной выставки и конференции по силовой электронике, интеллектуальному движению, возобновляемым источникам энергии и управлению энергопотреблением, стр. 866–872 (2018)
Кумар А., Равичандран А., Сингх С., Шах, С., Бхаттачарья, С.: Интеллектуальный драйвер затвора среднего напряжения с улучшенной схемой защиты от короткого замыкания для полевых МОП-транзисторов 4H-SiC на 10 кВ.В: Протоколы конгресса и выставки по преобразованию энергии IEEE, стр. 2560–2566 (2017)
Райс, Дж., Муккен, Дж .: Соображения по конструкции привода затвора SiC MOSFET. В: Материалы международного семинара IEEE по интегрированной силовой упаковке, стр. 24–27 (2015)
Ибарра, Л., Понсе, П., Молина, А.: Регулируемая бессенсорная защита от сквозного прохода для H -мосты. В: Материалы ежегодной конференции общества промышленной электроники IEEE, стр. 379–384 (2018)
Anurag, A., Acharya, S., Prabowo, Y., Gohil, G., Bhattacharya, S .: Конструктивные соображения и разработка инновационного драйвера затвора для силовых устройств среднего напряжения с высоким d v / d т . IEEE Trans. Power Electron. 34 (6), 5256–5267 (2019)
Артикул Google Scholar
