Er du træt af at skifte sikringer, hver gang de springer? Brug en elektronisk jævnstrømssikring, der beskytter dine enheder, der er tilsluttet strømforsyningen. Denne "sikring" kan nulstilles ved blot at slukke og tænde den igen. Denne sikring bruger en N-kanal FET-felteffekttransistor som strømsensor. Transistoren slukker også belastningslinjen ved jord, når strømmen overstiger den maksimalt tilladte værdi.
Sikringsdiagram
Printplade
Cutoff (trigger)-strømmen kan justeres med variabel modstand P1 fra 0 til 5 A. Dette kredsløb kan fungere korrekt med en maksimal belastningsstrøm på op til 5 ampere. Overbelaste det ikke, hvis du ikke ønsker at brænde delene. Ved længerevarende høj strøm kan transistoren blive varm, så en lille køleplade er nødvendig.
Nu om kondensatorerne i basiskredsløbet - C1 og C2 af transistoren T2. Afhængigt af deres kapacitet ændres responshastigheden. For eksempel vil C1 slukke langsomt (springer over kortvarige belastningstoppe), og C2 øjeblikkeligt. Ved tuning justeres modstand P1, indtil sikringen springer. Det er nemt at nulstille en sikring: Sluk for strømmen til den, og når strømmen tilsluttes igen, er kredsløbet klar til at beskytte dine apparater igen. Enheden er velegnet som vedhæftning til enhver jævnstrømskilde (med AC fungerer kredsløbet ikke) til en udgangsspænding på op til 25 V. Ved højere spændinger skal du ændre værdierne af nogle modstande og installere flere kraftige transistorer.
Er du træt af at skifte sikringer, hver gang de springer? Brug en elektronisk jævnstrømssikring, der beskytter dine enheder, der er tilsluttet . Denne "sikring" kan nulstilles ved blot at slukke og tænde den igen. Denne sikring bruger en N-kanal FET-felteffekttransistor som strømsensor. Transistoren slukker også belastningslinjen ved jord, når strømmen overstiger den maksimalt tilladte værdi.
Sikringsdiagram
Printplade
Cutoff (trigger)-strømmen kan justeres med variabel modstand P1 fra 0 til 5 A. Dette kredsløb kan fungere korrekt med en maksimal belastningsstrøm på op til 5 ampere. Overbelaste det ikke, hvis du ikke ønsker at brænde delene. Ved længerevarende høj strøm kan transistoren blive varm, så en lille køleplade er nødvendig.
Nu om kondensatorerne i basiskredsløbet - C1 og C2 af transistoren T2. Afhængigt af deres kapacitet ændres responshastigheden. For eksempel vil C1 slukke langsomt (springer over kortvarige belastningstoppe), og C2 øjeblikkeligt. Ved tuning justeres modstand P1, indtil sikringen springer.
Det er nemt at nulstille en sikring: Sluk for strømmen til den, og når strømmen tilsluttes igen, er kredsløbet klar til at beskytte dine apparater igen. Enheden er velegnet som vedhæftning til enhver jævnstrømskilde (med AC fungerer kredsløbet ikke) til en udgangsspænding på op til 25 V. Ved højere spændinger skal du ændre værdierne af nogle modstande og installere flere kraftige transistorer. Og for at beskytte selve strømforsyningen kan du gøre dette.
|
|
Skematisk diagram af et mikrocontroller-dosimeter med LCD, baseret på Geiger-tælleren SBM-20 og PIC16F684.(forfatter Tonich dateret 6. august 2013) har ikke beskyttelse mod overbelastning og kortslutningsstrøm. I dybet af internettet blev der fundet et simpelt beskyttelseskredsløb - en elektronisk sikring. Denne enhed er forbundet mellem belastningen og strømforsyningen.
Her er det elektriske diagram af EP'en.
Kontakterne X1 og X2 forbinder enheden til strømkilden. Belastningen tilsluttes kontakterne X3, X4. Enheden er en elektronisk nøgle lavet på transistorer VT1 ... VT3. Den elektroniske nøgle styres af en strømsensor samlet på modstande R1, R2 og potentiometer R4.
Når belastningsstrømmen overstiger den, der er indstillet af potentiometer R4, fører spændingsfaldet over emitterforbindelsen af transistoren VT3 til dens åbning og som følge heraf shunting af emitterforbindelsen VT1. Spændingen ved bunden af VT1 i forhold til dens emitter viser sig at være så lille, at VT1 er låst, og ingen strøm løber gennem den. Som et resultat er VT1-R5-kredsløbet brudt, og spændingen ved bunden af VT2 bliver under dens driftstærskel, transistoren VT2 er lukket, og belastningen deaktiveres. Efter at have elimineret kortslutningen. (eller overbelastning) processer, startende med VT3, forekommer i omvendt rækkefølge.
Switch-tærsklen på transistoren VT3 indstilles af potentiometer R4. Dette bestemmer den maksimalt tilladte strøm, ved hvilken ED'en vil fungere.
Kraftig modstand R3 tjener til at begrænse strømmen gennem VT2. Kondensator C1 undertrykker impulsstøj (mikrognister), der opstår, når skyderen glider langs potentiometerets resistive lag.
Specifikationer:
Driftsspænding - 5…30V.
Driftsstrømjusteringsområdet er 0,1…3,5A.
Komponenter:
R3 - 0,5 Ohm, kraftig 10 W, de resterende modstande er 0,25 W.
R1 - 470 Ohm.
R2, R6 - 1 kOhm.
R5-110 Ohm.
R4 - trimningsmodstand - 4,7 kOhm.
VT1-VT3 transistorer BC 547B (KT 3102A)
VT2-transistor KT 805AM, KT 808AM, KT 819GM, 2N3055 skal installeres på en radiator med et areal på mindst 100 sq.cm ved hjælp af termisk pasta.
Efter montering tilsluttede jeg den elektroniske enhed til strømkilden. Som belastning brugte jeg en kraftig trådviklet modstand med en modstand på 3 ohm. Indstil skyderen på potentiometer R4 til minimumsmodstanden og påfør spændingen til ED fra nul. På et voltmeter forbundet til en strømkilde - 30 V er belastningsstrømmen og spændingen nul. Indstil R4-skyderen til maksimal modstand. Ved en strøm på 3,8A virkede ED. Da jeg ønskede at øge responsstrømmen, besluttede jeg at reducere modstanden af modstanden R3 til 0,3 Ohm. Det lykkedes os at bringe driftsstrømmen til 6 A. Jeg forsøgte ikke at indstille den mere, pga KT805AM transistoren er designet til en strøm på 5A. Efter at ED er udløst, er genaktivering mulig efter 15 sekunder.
En elektronisk sikring kan også laves ved hjælp af en kraftig felteffekttransistor, men mere om det i næste artikel.
Printplade i Layout 6.0 program
Sikringer er til engangsbrug og kræver obligatorisk udskiftning, hvis de svigter på grund af strømstød. Hver af dem er designet til en bestemt strøm, men i mangel af et passende element installeres den nærmeste i værdi. Sådanne handlinger har en negativ indvirkning på udstyrets drift og reducerer dets pålidelighed. Derfor bruger moderne kredsløb strømbegrænsere, som er elektroniske sikringer. Disse enheder giver automatisk beskyttelse og øger enhedernes ydeevne betydeligt.
Effektivitet af strømbegrænsere
Sikringer har været brugt i næsten alle kredsløb i lang tid. De fejlede ofte og krævede manuel udskiftning. I deres fravær var praksis at bruge hjemmelavede apparater i form af forskellige jumpere, som var meget upålidelige og farlige i alle henseender.
Disse enkleste elementer er blevet erstattet af elektroniske sikringer, der fungerer som strømbegrænsere. Ifølge deres handling er de opdelt i to hovedkategorier. Den første gruppe genopretter forsyningskredsløbet, efter at årsagerne til ulykken er blevet elimineret. Driften af enheder i den anden gruppe sker kun med deltagelse af specialister. Derudover er der passive beskyttelsesanordninger, der signalerer forekomsten af en farlig situation ved hjælp af lyd eller lys.
I radioelektroniske enheder udføres beskyttelse mod strømoverbelastning ved hjælp af resistive eller halvlederstrømsensorer forbundet i serie i kredsløbet. Hvis spændingen falder under standardniveauet, aktiveres en beskyttelsesanordning, der afbryder udstyret fra strømforsyningen. Denne beskyttelsesmetode forudsætter muligheden for at ændre størrelsen af den strøm, ved hvilken beskyttelsen udløses.
God og effektiv beskyttelse sikres ved, at en begrænset mængde begrænsningsstrøm passerer gennem belastningen. Det indstillede niveau kan ikke overskrides, selvom der er kortslutning i kredsløbet. Begrænsning af den maksimale strøm udføres ved hjælp af specielle enheder - stabile strømgeneratorer.
Elektroniske sikringsdiagrammer
De præsenterede diagrammer viser de mest enkle automatiske beskyttelsesforanstaltninger mod strømoverbelastninger. Designet af disse enheder er baseret på enheder, der har en startstrøm, der ikke kan overskrides. Den nødvendige strømværdi indstilles ved at vælge en specifik transistor.
I diagram 1 bruges et element af mærket KP302A, hvilket angiver en maksimal strømværdi på 30-50 mA. For at øge denne værdi er det nødvendigt at forbinde flere transistorer parallelt på én gang.
Kreds 2 fungerer ved hjælp af konventionelle bipolære transistorer med et minimum strømoverførselsforhold på 80-100. Indgangsspændingsvejen begynder i modstand R1, passerer derefter gennem transistor VT1 og åbner den. Transistorens mætningstilstand får det meste af spændingen til at strømme til udgangen. Hvis strømmen ikke overstiger tærskelværdien, forbliver transistoren VT2 i dette tilfælde lukket, og HL1-LED'en vil ikke lyse. I kredsløb 2 er modstand R3 en strømsensor.
I tilfælde af et spændingsfald vil transistor VT1 lukke, hvilket begrænser strømmen gennem belastningen. Element VT2 vil derimod være åben, mens LED'en tænder på samme tid. Ratingen af elementerne angivet i diagram 2 svarer til en kortslutningsstrøm med en spænding på 0,7 volt, en modstand på 3,6 ohm og en strøm på 0,2 - 0,23 ampere.
I diagram 3 bruger den elektroniske sikring højeffekt felteffekttransistor VT1 som en nøgle. Beskyttelsen fungerer ved en strøm, der afhænger af forholdet mellem resistive elementer. En vigtig rolle spilles af modstandsværdien af strømsensoren, som er forbundet i serie med felteffekttransistoren. Efter at beskyttelsen er udløst, tilsluttes belastningen igen ved at trykke på SA1-knappen.
Strømbegrænsere - stabilisatorer
Stabilisatorer betragtes som en af de mest effektive strømbegrænsere. For eksempel ved hjælp af enheden i diagram 1 er det muligt at opnå en stabil spænding ved udgangen, justerbar fra 0 til 17 volt.
For at beskytte mod kortslutninger og overstrøm anvendes specielle elementer i form af tyristor VS1 og en strømsensor på modstand R2. Når strømmen i belastningen stiger, tændes tyristoren med samtidig shunting af VT1 styrekredsløbet. Herefter bliver udgangsspændingsværdien nul. Udløsning af beskyttelsen bekræftes ved, at LED'en tænder.
Efter at have elimineret fejlen, genstartes stabilisatoren ved at trykke på SB1-knappen og derefter låse tyristoren op. Der er strømbegrænsere udstyret med beskyttelse og hørbare overbelastningsindikatorer. For at styre lydfrekvensgeneratoren bruges en speciel tast på en transistor.
Den største ulempe ved sikringer, når de bruges til at beskytte elektroniske kredsløb, er deres inerti, dvs. lang responstid, hvor nogle elementer i kredsløbet har tid til at fejle. Du kan sikre automatisk beskyttelse af enheden og samtidig øge dens ydeevne ved brug af elektroniske sikringer. Disse enheder kan opdeles i to grupper:
Med selvhelbredelse af strømkredsløbet efter eliminering af årsagerne til ulykken;
Med genstart (special knap, genstart osv.).
Der er også passive beskyttelsesanordninger: i nødtilstand angiver de kun tilstedeværelsen af en farlig situation med et lys- eller lydsignal, uden at afbryde belastningen. For at beskytte radioelektroniske enheder mod strømoverbelastninger bruges normalt resistive eller halvlederstrømssensorer , forbundet i serie til belastningskredsløbet. Så snart spændingsfaldet over strømsensoren overstiger et forudindstillet niveau, udløses en beskyttelsesanordning, der afbryder belastningen fra strømkilden. Fordelen ved denne beskyttelsesmetode er, at størrelsen af beskyttelsesdriftstrømmen let kan ændres. En anden metode til at beskytte en belastning er at begrænse strømgrænsen gennem den. Selvom der er en kortslutning i belastningskredsløbet, vil strømmen ikke være i stand til at overstige det specificerede niveau og beskadige belastningen. For at begrænse den maksimale belastningsstrøm anvendes stabile strømgeneratorer. Kredsløbet for den enkleste strømbegrænser er vist i fig.
Faktisk er dette en strømstabilisator på en felteffekttransistor. Belastningsstrømmen ved brug af en sådan begrænser kan ikke overstige felteffekttransistorens initiale drænstrøm. Størrelsen af denne strøm kan indstilles ved at vælge typen af transistor. For KP302V-transistoren vist i diagrammet vil den maksimale strøm gennem belastningen ikke overstige 30...50 mA. Værdien af denne strøm kan øges ved at forbinde flere transistorer parallelt. Belastningsstrømbegrænseren (fig. 2) bruger bipolære transistorer med en strømoverførselskoefficient på mindst 80...100.
Indgangsspændingen gennem modstand R1 går til bunden af transistor VT1 og åbner den. Transistoren fungerer i mætningstilstand, så det meste af indgangsspændingen går til udgangen. Når strømmen er mindre end tærsklen, er transistoren VT2 lukket, og HL1-LED'en lyser ikke. Modstand R3 fungerer som en strømsensor. Så snart spændingsfaldet over det overstiger åbningstærsklen for VT2, åbnes det, LED HL1 tændes, og transistoren VT1 vil tværtimod "lukke", og strømmen gennem belastningen vil være begrænset. Kredsløbet for en anden strømbegrænser er vist i fig.
I normal tilstand er transistor VT2 åben på grund af strømmen af basisstrøm gennem modstand R1. Efterhånden som strømmen stiger, stiger spændingen mellem VT2's kollektor og emitter, og når den bliver ca. 0,6 V, åbner transistoren VT1 og omgår basis-emitterkredsløbet i VT2, hvilket får den til at lukke. Hvis der opstår en kortslutning i belastningen, strømmer kortslutningsstrømmen gennem kredsløbet: "+" af strømkilden - kortsluttet belastning Rн - modstand R2 - base-emitterforbindelse VT1 - kilde. Da VT2 er lukket, er kortslutningsstrømmen begrænset af modstand R2. Efter eliminering af kortslutningen tænder begrænseren ikke uafhængigt. For at gøre dette skal du afbryde og tilslutte belastningen igen i kort tid (kortslut base- og emitterterminalerne på VT1 med hinanden). I dette tilfælde vil VT1 lukke og VT2 åbne, og spænding vil blive leveret til belastningen. I fig. Figur 3b viser et diagram til beskyttelse af forbrugere mod overspænding i lavspændingskredsløb.
Når indgangsspændingen stiger over den nominelle spænding, bryder zenerdioden VD2 igennem, transistor VT1 åbner, VT2 lukker, og belastningen er beskyttet mod overspænding. Som en enhed til beskyttelse af strømforsyninger kan du bruge en elektronisk sikring (fig. 4), forbundet mellem kilden og belastningen.
Når belastningsstrømmen er mindre end den indstillede driftsstrøm, er transistoren VT2 åben, og spændingsfaldet over den er minimal. Når belastningsstrømmen stiger, stiger spændingsfaldet over VT2, og derfor stiger spændingen, der leveres gennem R4 til bunden af VT1, og VT1 åbner. Processen opstår som en lavine på grund af tilstedeværelsen af positiv feedback gennem modstand R4. Som et resultat omgår VT1 VT2, sidstnævnte lukker og deaktiverer belastningen. Samtidig lyser VD1 LED'en og signalerer en overbelastning. Modstandsværdierne vist i diagrammet svarer til en spænding på 9 V og en driftsstrøm på 1 A. Hvis det er nødvendigt at ændre sikringens parametre, er det nødvendigt at genberegne modstandene R3 og R4. Den elektroniske sikring (fig. 5) består af et kraftigt koblingselement på transistorerne VT3-VT4, en strømmålende modstand R2, en transistoranalog af dinistoren VT1-VT2 og en shunttransistor VT5.
Når strømmen er tændt, åbner strømmen, der løber gennem modstanden R1 og emitterforbindelsen VT4, den sammensatte transistor VT4-VT3. De resterende transistorer forbliver lukkede. Belastningen forsynes med mærkespænding. Når der opstår en overbelastning, bliver spændingsfaldet over R2 tilstrækkeligt til at åbne dinistor-analogen. Efter den åbner transistoren VT5 og forbigår emitterforbindelsen VT4. Som et resultat lukker transistorerne VT3 og VT4 og afbryder belastningen fra strømkilden. Belastningsstrømmen falder kraftigt, men dinistor-analogen forbliver åben. Sikringen kan forblive i denne tilstand på ubestemt tid. Der løber en reststrøm gennem belastningen, bestemt af modstand R1, dvs. titusinder gange mindre end nominel. Spændingsfaldet over den lukkede transistor VT3 tænder HL1 "Alarm" LED. For at genoptage driften af enheden i nominel tilstand efter at have elimineret overbelastningen, skal du kortvarigt slukke for strømkilden eller afbryde belastningen. Sikringen er samlet på et printkort, hvis tegning er vist i fig. 6.
Med de komponentværdier, der er angivet i diagrammet, har sikringen følgende egenskaber:
Nominel forsyningsspænding - 12V;
Nominel belastningsstrøm - 1 A;
Driftsstrøm - 1,2 A;
Restbelastningsspænding - 1,2 V;
Spændingsfaldet over sikringen er 0,75 V.
Den elektroniske sikring (fig. 7) indeholder en kraftig transistor VT2, som er forbundet til den negative strømledning, to strømstabilisatorer på felteffekttransistorer (justerbar på VT1 og ureguleret på VT3) og et tærskelelement - tyristor VS1.
Styrespændingen til tyristoren tilføres gennem modstand R2 fra strømsensoren, som spilles af modstand R1 med meget lav modstand (0,1 Ohm). Denne type tyristor tænder, når spændingen på styreelektroden (i forhold til katoden) er 0,5...0,6 V. I starttilstanden løber en strøm på ca. 8...15 mA gennem transistoren VT3, som forbliver stabil når strømforsyningens udgangsspænding ændres. Denne strøm løber gennem HL2 LED'en, som signalerer enhedens drift, ind i basiskredsløbet på transistoren VT2. Da den statiske strømoverførselskoefficient for VT2 er flere tusinde, åbner den og er i stand til at sende en strøm på flere ampere ind i belastningen. I dette tilfælde overstiger spændingsfaldet over transistoren ikke 1 V. Belastningsstrømmen skaber et spændingsfald over modstanden R1, som er åbningsspændingen for tyristoren. Derudover skaber strømmen gennem transistoren VT1 (som kan varieres med variabel modstand R3) et spændingsfald over modstanden R2, som også fungerer som et spændingsfald for VS1. Når summen af disse spændinger når en vis værdi, åbner tyristoren. UTZ-strømmen løber gennem tyristoren og LED HL1. Spændingen på LED HL2 falder, den går ud, og transistor VT2 lukker, og belastningen afbrydes fra strømforsyningen. Afbrænding af HL1 signalerer en ulykke. Belastningsstrømmen, som sikringen udløses ved, kan indstilles med en variabel modstand R3, der spænder fra flere tiere af milliampere til 5 A. Efter at fejlen i belastningen er elimineret, nulstilles sikringen med knap SB1, som, når kontakterne er lukkede , deaktiverer tyristoren, den lukker, og VT2 åbner, og strømmen strømmer ind i belastningen Enheden kan bruge konstante modstande - MLT, S2-33, variable modstande - SPO, SP, SP4. Modstand R1 er lavet af et stykke højmodstandstråd. LED'er - enhver laveffekt (AL307, AL341). HL1 er bedre at tage rød, HL2 - grøn. Felteffekttransistorer - KP303 eller lignende med en indledende drænstrøm på 10...15 mA og en maksimalt tilladt spænding, der ikke er mindre end strømforsyningens udgangsspænding. Transistor VT2-KT829, KT827. Når belastningsstrømmen er mere end 1 A, skal transistoren installeres på en radiator. Thyristor -2U107. Opsætning af enheden handler om at indstille den maksimale driftsstrøm ved at vælge modstand R1 med VT1 afbrudt fra den positive drænstrømforsyning. Den minimale driftsstrøm vælges ved at tilslutte modstand R3 med en anden værdi. I dette tilfælde er det muligt at forbinde en konstant modstand i serie med den eller parallelt. Hvis der, når sikringen udløses, stadig løber en reststrøm gennem transistoren VT2 (transistoren lukker ikke), anbefales det at bruge HL2 LED med en højere driftsspænding eller forbinde KD102B, KD103B, KD105B, KD522B dioden i serie med det. Hvis strømforsyningen har en spændingsstabilisator, skal sikringen tilsluttes foran den, og ikke ved enhedens udgang En spændingsstabilisator med indbygget beskyttelse (fig. 8) giver dig mulighed for at opnå en udgangsspænding, der er justerbar fra 0 til 17 V.
For at beskytte stabilisatoren mod overskydende strøm i belastningen anvendes tyristor VS1 med en strømsensor på modstand R2. Når belastningsstrømmen stiger, tænder tyristoren og omgår kontrolkredsløbet for transistoren VT1, som et resultat af hvilket udgangsspændingen falder til nul. HL1 LED angiver, at beskyttelsen er udløst. For at genstarte stabilisatoren efter at have elimineret årsagerne til overbelastningen, skal du trykke på SB1-knappen og slukke for tyristoren. Beskyttelsesstrømmen, afhængig af R af modstanden R2, kan indstilles fra 20 mA til 1...2 A. For eksempel, med R2 = 36 Ohm, er driftsstrømmen 30 mA, med R2 = 4 Ohm - 0,5 A Som transistor VT1 kan du bruge KT815, KT801, KT807 osv., VT2 - P702, KT802...KT805 (med radiator). En elektronisk sikring og samtidig en spændingsstabilisator er vist i fig. 9.
En spændingsstabilisator er samlet på transistorerne VT1 og VT2 efter et traditionelt kredsløb, dog er der parallelt med zenerdioden VD1 forbundet en relækaskade på transistorerne VT3...VT5 med en strømføler på modstanden Rx. Når belastningsstrømmen stiger, udløses denne kaskade og shunter zenerdioden. Spændingen ved udgangen af stabilisatoren falder til en ubetydelig værdi. For at låse beskyttelseskredsløbet op skal du blot trykke kort på SB1-knappen. For at øge stabiliseringskoefficienten kan du i stedet for Zener-dioden VD1 tænde for en integreret spændingsstabilisator (tre-terminal). Elektroniske sikringer kan laves med en kraftig felteffekttransistor som nøgle (fig. 10).
Beskyttelsesdriftsstrømmen bestemmes af forholdet mellem de resistive elementer og afhænger først og fremmest af modstandsværdien af strømsensoren Rs, forbundet i serie med felteffekttransistoren VT1. Kredsløbsdiagrammet for en enhed baseret på en felteffekttransistor af IRL-serien er vist i fig. 11.
Sikringen er tilsluttet mellem strømkilden (afbryderen) og belastningen. Den fungerer ved spændinger fra 5 til 20 V og belaster strømme op til 40 A. Felteffekttransistor VT1 fungerer samtidigt som en elektronisk switch og en strømsensor. En spændingskomparator er bygget på DA1-chippen, og en referencespændingskilde (2,5 V) er bygget på DA2-chippen. For at starte enheden skal du bruge SB1-knappen, når kortvarigt lukket, leveres forsyningsspændingen gennem dioden VD2 og modstand R4 til transistorens port, den åbner og forbinder belastningen til strømkilden. Udgangsspændingen af op-amp afhænger af forholdet mellem spændingerne ved dens indgange. Hvis belastningsstrømmen er mindre end sikringens udløsningsstrøm, er spændingen ved den ikke-inverterende indgang større end ved den inverterende indgang, derfor er der ved udgangen af op-amperen en spænding, der er mindre end forsyningsspændingen med omkring 1,5 V Transistor VT1 forbliver åben, ved den ikke-inverterende indgang på op-amp er der en stabil spænding fra den resistive divider R2-R1. De vigtigste parametre for den anvendte transistor er: kanalmodstand - 0,027 Ohm, maksimal drænstrøm - 41 A, maksimal drænkildespænding - 55 V og maksimal effekttab - 110 W. Kanalmodstanden for en åben transistor afhænger af spændingen ved dens terminaler og temperaturen af kabinettet. Når forsyningsspændingen er mere end 5...6 V, ændres den inden for 20...30%, hvilket er helt acceptabelt for sådanne enheder. Med stigende strømforbrug stiger spændingsfaldet over transistoren VT1. Når den overstiger spændingen over modstanden R1, vil spændingen ved op-amp udgangen falde, transistoren vil begynde at lukke, og spændingen over den vil stige, hvilket vil føre til et yderligere fald i spændingen ved op-amp output og transistoren vil lukke. Følgelig, når belastningsstrømmen når en vis værdi, lukker enheden brat transistoren og deaktiverer belastningen. HL1 LED indikerer, at enheden er slukket. Den strøm, der forbruges af sikringen i denne tilstand (uden at tage højde for strømmen gennem LED'en) er lig med flere milliampere. For at tænde for belastningen skal du kort trykke på knappen SB1 igen. Sikringens driftsstrøm indstilles af trimningsmodstand R1. Hvis forsyningsspændingen er stabil, kan DA2-mikrokredsløbet og modstanden R3 elimineres ved at erstatte sidstnævnte med en ledningsjumper For stabil afbrydelse af belastningen ved lav driftsstrøm (mindre end 1 ... 1,5 A) skal modstanden på strømføleren bør øges ved at inkludere en modstand med en modstand på ca. 0,1 Ohm i drænkredsløbet på transistoren VT1 (i det åbne kredsløb i punkt A). Enheden kan bruge en hvilken som helst op-amp (DA1), der kan betjenes ved nulspænding ved begge indgange under enkelt-forsyningsforhold. Især husholdningsanaloger af LM358-mikrokredsløbet er egnede - KR1040UD1A, K1464UD1R i DIP-8-pakken og K1464UD1T i SO-8-pakken. DA2 - enhver chip fra TL431-serien. Trimmermodstand - SPZ-19a, SPZ-28 eller lignende importerede. Faste modstande - MLT, S2-33, R1-4, R1-12. Kondensator C1 - K10-17V. Knap SB1 - enhver lille størrelse med selvretur. Ved brug af overflademonterede dele: DA1 - LM358AM, DA2 - TL431CD (fig. 12a), modstande P1-12 osv., placeres enheden på et printkort lavet af enkeltsidet foliefiber med dimensioner 20x25 mm ( Fig. 12.b).
Opsætning af enheden handler om at indstille driftsstrømmen ved hjælp af trimningsmodstand R1 (fig. 11). Ændringsintervallet for denne strøm kan indstilles ved at vælge modstand R2. I strømforsyninger, der kortvarigt kan modstå strømoverbelastning (output kortslutning), anvendes passive beskyttelsesanordninger. I nødtilstand giver de besked om det med en lys- eller lydalarm, uden at de selv slukker for lasten.Figur 13 viser diagrammet over LED-indikatoren (VD2).
Når stabilisatoren er overbelastet, stiger spændingsfaldet over den kraftigt. Når nedbrydningsspændingen for zenerdioden VD1 er nået, åbnes den, og LED VD2 lyser. Stabiliseringsspændingen VD1 skal være mindre end stabilisatorens minimale indgangsspænding og større end det maksimale spændingsfald over stabilisatoren i driftstilstand. Modstand R1 begrænser strømmen gennem LED'en til det maksimalt tilladte niveau. Kredsløbet for en overbelastningsalarm på en miniature glødepære er vist i fig. 14.
Hvis belastningsstrømmen ikke overstiger det maksimalt tilladte, er spændingsfaldet over stabilisatoren lille, så transistoren VT1 er lukket, og HL1-lyset lyser ikke. Når belastningen stiger, stiger spændingsfaldet over den, transistoren åbner, og lyset tændes, hvilket signalerer en overbelastning. Pære HL1 vælges i overensstemmelse med den tilladte strøm for zenerdioden VD1 og transistoren VT1. Den hørbare alarm for overstrømsforbrug er vist i fig. 15.
Diodensretteren VD1...VD4 drives af en transformer, hvis sekundære vikling er designet til den spænding og strøm, der kræves til driften af spændingsstabilisatoren. Signalapparatet er en lydfrekvensgenerator HA1 med en akustisk emitter (dynamisk hoved) BA1 tilsluttet. Driften af generatoren styres af en tast på transistor VT1. Når stabilisatoren fungerer, passerer belastningsstrømmen gennem strømsensoren R1, hvilket skaber et spændingsfald over den. Mens strømmen er lille (med modstand R1 angivet på diagrammet - mindre end 0,3 A), er transistor VT1 lukket. Når strømmen stiger, stiger spændingen over modstanden. Når den når 0,7 V, åbner VT1, og den ensrettede spænding tilføres alarmenheden. AC elektronisk udstyrs beskyttelseskredsløb er typisk mere komplekse og mindre almindelige. Dette skyldes det faktum, at pålideligheden af driften af halvlederenheder ved øgede spændinger på netværksniveauet er mindre, da en utilsigtet stigning i netværksspændingen, for eksempel under forbigående processer, nemt kan bryde gennem overgangen af selv højspændingshalvlederenhed. En halvledersikring (fig. 16) er i stand til at beskytte det tilsluttede elektroniske kredsløb (Rн) mod overstrøm.
Sikringen kan også bruges i DC-kredsløb, samt til at beskytte transistorforstærkeres udgangstrin. For at reducere reststrømmen i slukket tilstand bruges posistoren R3 i kredsløbet. Når belastningsstrømmen er mindre end tilladt, er transistoren VT1 låst, og VT2 er åben og i mætningstilstand. Spændingsfaldet over transistoren VT2 er lille, og næsten hele netværksspændingen falder på Rн. Strømmen gennem belastningen er ikke begrænset. Ved overbelastning stiger spændingen på VT2 mærkbart, hvilket får transistoren VT1 til at åbne og øge dens kollektorstrøm. I dette tilfælde lukker transistor VT2, og strømmen gennem sikringen falder. En væsentlig højere spænding påføres posistoren R3, hvilket får den til at varme op. Posistorens modstand øges kraftigt, VT2 lukker endnu mere, og reststrømmen gennem sikringen reduceres betydeligt Kondensator C2 reducerer enhedens følsomhed over for kortvarige pulsoverbelastninger. Dioder VD5 og VD6 beskytter transistor VT2 mod store strømimpulser, når enheden kører på vekselstrøm. Vekselstrømsstabilisator-begrænserkredsløbet er vist i fig. 17.
Belastningsstrømmen kan justeres jævnt med potentiometer R2, der går fra nogle få milliampere til 8 A. Den maksimale belastningsstrøm kan om nødvendigt øges markant ved at installere transistor VT1 på radiatoren, udstyre den med en blæser og øge antallet af felter -effekt transistorer forbundet parallelt. Netbelastningsstrømbegrænseren er vist i fig. 18.
Dens effektkarakteristika bestemmes kun af den anvendte type felteffekttransistor. Grundlaget for kredsløbet er strømkilden på VT2, VT3, R3 og R4. Modstand R3 sikrer åbning af felteffekttransistor VT3, R4 er strømindstilling. Når spændingsfaldet over den overstiger 0,55 V, åbner transistor VT2 og forbigår felteffekttransistorens gate, hvilket tvinger sidstnævnte til at lukke. Brugen af en felteffekttransistor som effektkontrolelement gjorde det muligt at øge modstanden R3 til 1 MOhm. Dette reducerede styrestrømmen (højst 0,4 mA) og følgelig effekttabet på modstanden R3 (ikke mere end 0,16 W). Strømstabilisatoren på en felteffekttransistor har en væsentlig ulempe: et øget spændingsfald over den åbne transistor. Dette er forårsaget af felteffekttransistorens høje tærskelspænding. Normalt ligger den inden for 2...4 V. Til denne spænding lægges et fald over strømindstillingsmodstanden - 0,5 V. Som følge heraf falder der ved strømme under grænseniveauet ca. 6 V på begrænserkredsløbet. konstant strøm på 1 A, på transistoren Effekt frigives op til 6 W, hvilket kræver brug af en radiator. Hvis belastningsmodstanden reduceres væsentligt, vil strømmen gennem den være begrænset til et specificeret sikkert niveau, og spændingen vil være væsentligt mindre end forsyningsspændingen. Som følge heraf vil spændingsfaldet over transistoren VT3 stige, ligesom den strøm, der frigives på den. I grænsen (med en kortslutning i belastningen) vil den være mere end 300 W, hvilket er uacceptabelt. Derfor blev en node på elementerne VT1, VD1, R1, R2, C1 tilføjet til kredsløbet, hvilket gjorde strømkilden til en sikring. Dens reaktionsniveau bestemmes af deleren R1-R2 og stabiliseringsspændingen af zenerdioden VD1 (ca. 25 V). Zenerdioden leverer nøgleomskiftningstilstanden for transistoren VT3, og kondensatoren C1 giver en responstidsforsinkelse, hvilket gør kredsløbet ufølsomt over for interferens og strømstød, når strømmen tændes eller interferens fra den strømforsynede enhed. Sikringens reaktionstid afhænger af kondensatorens kapacitans. Så længe spændingen på kredsløbet ikke overstiger 25 V, fungerer den som strømkilde. Derefter åbner transistoren VT1 og forbigår felteffekttransistorens gate. Som følge heraf lukker den, og belastningen aflades. Belastningsstrømmen er begrænset af modstande R1, R3 og lækstrøm VT3 og overstiger i værste fald ikke 1 mA. Kredsløbet kan forblive i denne tilstand så længe det ønskes. Selve kredsløbet spreder effekt på højst 0,4 W. Enheden vist i fig. 19 er designet til hurtigt at afbryde energiforbrugere fra netværket, hvis strømmen i kredsløbet overstiger den tilladte værdi.
Sammenlignet med sikringer og elektromekaniske sikringer har elektroniske sikringer en væsentlig højere driftshastighed. Derudover kan denne enhed nemt og præcist konfigureres til at fungere ved enhver strøm i området 0,1...10 A. Beskyttelsesenheden får strøm direkte fra netværket ved hjælp af et transformerløst kredsløb, der bruger elementerne R7...R9, SZ, C4, VD3... .VD5. Belastningsskift udføres af en elektronisk kontakt - triac VS1. For at åbne den sendes korte impulser til styreelektroden gennem transformator T2. Disse impulser genereres af en selvoscillator på en unijunction transistor VT1. For at åbne triac'en kræves en strøm gennem styreelektroden på op til 100 mA. Denne strøm leveres i pulstilstand. Kondensator C2 oplades fra strømkilden gennem modstand R2. Så snart spændingen over den når åbningstærsklen for transistor VT1, aflades kondensator C2 gennem kredsløbets emitter-base overgang 1 VT1 - vikling 1 T2. Denne proces gentages med en frekvens, der bestemmes af værdierne for R2 og C2 (ca. 1,5 ... 2 kHz). Da selvoscillatorens pulsgentagelseshastighed er meget højere end netværket (50 Hz), åbner triacen næsten i begyndelsen af hver halvcyklus af netspændingen. Strømføleren i belastningskredsløbet er strømtransformatoren T1. Når belastningsstrømmen løber R n passerer også gennem primærviklingen T1. I sekundærviklingen (3-4) frigives en øget spænding, proportional med belastningsstrømmen. Denne spænding ensrettes af diodebroen VD1 og tilføres gennem modstand R5 til styreelektroden på tyristor VS2. Hvis denne spænding når driftstærsklen for VS2, åbner den og kortslutter C2 gennem dioden VD2, så selvoscillatoren holder op med at virke. Når impulserne, der driver VS1, forsvinder, afbrydes belastningen. Samtidig lyser HL1-indikatoren. Følsomheden af kredsløbets respons kan justeres jævnt ved hjælp af modstand R3. Kondensator C1 forhindrer beskyttelsen i at udløses ved kortvarig interferens i netværket Kredsløbet kan forblive i slukket tilstand i lang tid, og for at vende tilbage til dets oprindelige tilstand skal du trykke på SB1 knappen. Og ved at bruge SB2-knappen kan belastningen om nødvendigt slukkes manuelt. Strømtransformator T1 er hjemmelavet. Til vikling er det praktisk at bruge rammen og det magnetiske kredsløb fra enhver transformer, der bruges i gamle hustelefoner. En magnetisk kerne lavet af jern eller ferrit M2000NM i standardstørrelse W5x5 er velegnet. Vinding 3-4 er udført med PEL wire Ø 0,08 mm og indeholder 3000...3400 vindinger. Den sidste vikling vikles 1-2 med PEL-2 tråd Ø 0,82...1,0 mm - 30...46 vindinger. Pulstransformator T2. lavet inde i en pansret magnetisk kerne af størrelse B14 lavet af ferrit med magnetisk permeabilitet M2000HM. I midten af kernen er det nødvendigt at tilvejebringe et mellemrum på 0,1 ... 0,2 mm, hvilket vil forhindre dets magnetisering under drift. Vinding 1 indeholder 80 vindinger, 2 - 40 vindinger PELSHO tråd Ø 0,1...0,12 mm. Kredsløbet bruger kondensatorerne C1 og SZ type K50-35 til 25 V, C2 og C4 - K73-17 til en driftsspænding på henholdsvis mindst 63 V og 400 V, trimmemodstand R3 er type SPZ-19a, de resterende modstande er af enhver art. Knapperne SB1, SB2 og LED HL1 er velegnede til enhver miniature. Opsætning af kredsløbet begynder med at kontrollere driften af selvoscillatoren på transistoren VT1. For at gøre dette er det praktisk at levere strøm ikke fra netværket, men at bruge en ekstern DC-spændingskilde på 15...20 V, der forbinder den til punkterne a og b. Når autogeneratoren er i drift, skal der være en spænding på kondensator C2, hvis form er vist i fig. 20.
Hvis der ikke er sådanne impulser, kan det være nødvendigt at vælge modstand R2. Funktionen af tyristor VS2, når du trykker på SB2-knappen, bør detekteres. Hvis HL1-LED'en ikke lyser, efter at knappen er sluppet, skal du reducere modstanden på R4 for at øge den nødvendige strøm for at holde VS2 åben. Du kan kontrollere betjeningen af enheden som helhed ved at tilslutte en lampe og et voltmeter til XS1-stikkene. Først og fremmest skal du sikre dig, at triac VS1 åbner helt (ved at måle spændingen over lampen). Hvis dette ikke er tilfældet, skal du udskifte terminalerne på nogen af viklingerne på transformer T2. Det elektroniske sikringskredsløb kan forenkles ved at fjerne strømtransformatoren T1 og erstatte dens vikling 1-2 med en modstand med en modstand på 0,2...0,3 Ohm og en diode. Modstanden af denne modstand justeres til den nødvendige beskyttelsesstrøm. Men i dette tilfælde vil beskyttelseskredsløbet fungere på en halvbølge af netspændingen, hvilket vil reducere dens ydeevne, når belastningen er slukket. Ved brug af kredsløbet skal det tages i betragtning, at nogle forbrugere f.eks. lamper, skiftende strømforsyninger, elektriske motorer osv. producerer en startstrøm i det øjeblik, de tændes. I dette tilfælde skal tærsklen for at udløse beskyttelsen øges, eller, hvilket er meget bedre, skal der træffes foranstaltninger for at reducere dette kast.
Radiomir nr. 3,4,5 2012
