Защита от кз на полевом транзисторе схема. Защита MOSFET-транзисторов от короткого замыкания и перегрузки: схемы и методы

Защита блока питания от КЗ.

Для питания собираемых конструкций радиолюбители нередко используют простейшие блоки, состоящие из понижающего трансформатора и выпрямителя с конденсатором фильтра. И, конечно, в таких блоках нет никакой защиты от короткого замыкания (КЗ) в нагрузке, хотя оно подчас приводит к выходу из строя выпрямителя и даже трансформатора. Применять в таких блоках питания в качестве элемента защиты плавкий предохранитель не всегда удобно, да и, кроме того, быстродействие у него невысокое. Один из вариантов решения проблемы защиты от КЗ — включение последовательно с нагрузкой полевого транзистора средней мощности с встроенным каналом. Дело в том, что на вольт-амперной характеристике такого транзистора есть участок, на котором ток стока не зависит от напряжения между стоком и истоком. Поэтому на этом участке транзистор работает как стабилизатор (ограничитель) тока.

Рис. 1

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. Конечно, подобную автоматику можно ввести и в стабилизированный блок питания, не имеющий защиты от КЗ в нагрузке.

И. НЕЧАЕВ, г. Курск, Радио №7, 1989 г.

Содержание

© Каталог радиолюбительских схем Все права защищены. Радиолюбительская страница. Перепечатка разрешается только с указанием ссылки на данный сайт. Пишите нам. E-mail: [email protected] или [email protected].

Я радиолюбитель

— Защитите N-MOSFET от короткого замыкания и перегрузки

Прежде всего, для защиты микроконтроллера рекомендуется использовать резистор 33 Ом между выводом ШИМ и затвором MOSFET или транзистора.

Хотя вывод ШИМ должен иметь значение HIGH или LOW , могут быть ситуации, когда ваш вывод Gate не может иметь никаких входных данных, например, когда MCU выключен. Поэтому также рекомендуется использовать подтягивающий резистор между GND и штифт Gate. Это гарантирует, что ваш MOSFET останется выключенным, если MCU не подключен или выключен. Я бы сказал, что 10 кОм или даже 1 кОм будет достаточно, это зависит от уровня шума и потребляемой мощности. Используйте сопротивление 1 кОм в средах с высоким уровнем шума.

Ради защиты вашего МОП-транзистора, если ваша токовая нагрузка не выше, чем потребляемый ток МОП-транзистора или Icc транзистора, вам не нужно беспокоиться об этом, если вы используете его только для управления светодиодами или даже лампами. Большинство полевых МОП-транзисторов могут пропускать до 3 ампер тока, в то время как обычные транзисторы не так много. Используйте измеритель тока, чтобы проверить, сколько тока потребляет ваше устройство на самом высоком уровне (например, когда все его части включены на самом высоком уровне и скорости).

Тем не менее, вам также следует подумать о дополнительной защите, если в вашем устройстве есть какая-либо электромагнитная катушка внутри, например, соленоиды, двигатели и реле.
Это связано с тем, что катушки генерируют всплеск обратного напряжения при отключении питания, что может привести к повреждению полевого МОП-транзистора или транзистора. Это побочный эффект, называемый индуктивностью.
Для предотвращения этого обычно используется диод, известный как обратноходовой диод или диод обратного хода. Обычно это обычный диод, который подключается с обратным смещением в цепь рядом с потребительским устройством, что позволяет зацикливать обратный ток внутри диода и устройства, тем самым позволяя отводить ток. В Википедии есть хорошая статья об этом.

Что касается вашего случая, вы планируете использовать двигатель с катушкой внутри, поэтому постарайтесь поставить диод рядом с двигателем и вдали от полевого МОП-транзистора (если возможно), чтобы отвести нежелательный обратный ток.
Если вы не можете поставить его на потребительское устройство, по крайней мере, используйте его на своей печатной плате вместе с MOSFET, это лучше, чем ничего.
Я бы сказал, что здесь может быть достаточно 1N4007, просто не забудьте поместить его в схему в обратном порядке ( Анод подключается к Drain контакту MOSFET и Катод идет на VIN вашего устройства. В отличие от резисторов, диоды должны использоваться в правильном направлении.)

Пожалуйста, убедитесь, что вы подаете достаточный ток в вашу цепь. Также рекомендуется использовать конденсатор на 220 мкФ для регулировки входа 5V вашего ATTiny.

Что касается защиты от коротких замыканий, вы можете:
а) ограничить ток с помощью резистора
б) использовать самовосстанавливающийся предохранитель.

Очевидно, что ограничивать ток здесь было бы глупой идеей, поэтому вы можете использовать самовосстанавливающийся предохранитель, чтобы предотвратить протекание слишком большого тока в цепь. Сбрасываемый предохранитель (или PTC) — это устройство, которое блокирует протекание слишком большого тока, пока вы не отключите нагрузку и не разорвете цепь; В этом случае при коротком замыкании цепь будет протекать через нее весь ток!
Обсуждение PTC выходит за рамки ответов на ваши вопросы, поэтому попробуйте поискать их в Google.

Удачи, играя с электроникой.
Надеюсь, я помог вам!

Защита от перегрузки по току / короткого замыкания для переключателя переменного тока на полевых транзисторах

спросил 5 лет, 11 месяцев назад

Изменено 2 года, 8 месяцев назад

Просмотрено 2к раз

\$\начало группы\$

Я пытаюсь придумать способ защиты от перегрузки по току для следующей цепи: Моей первой мыслью здесь было отследить увеличение падения напряжения на одном из мосфетов (M1) и через стабилитрон (D5) (устанавливающий уровень отсечки) активировать транзистор, который разряжает затвор. Стабилитрон на 1,8 В и в сочетании с падением напряжения на 1 D4, я думал, что он отключится при 2,8 В, что будет 3-4 А для irf740. Но это ничего не отключает… какие мысли о том, как эту функцию можно реализовать в этой схеме?

• МОП-транзистор
• защита цепи

\$\конечная группа\$

5

\$\начало группы\$

После долгих размышлений об этой схеме.

Сначала сосредоточьтесь на динамическом времени переключения двух IRF740. Их время включения/выключения менее 50 нсек. Режимы эксплуатационных отказов большинства импульсных источников питания переменного тока — кратковременные повреждения.

При этом не подключайте управление воротами напрямую к соединениям переменного тока. Постоянная времени вашей схемы ограничения тока слишком медленная. Вернитесь назад и подумайте о простой сети с текущим запаздыванием LC.