Vai jums ir apnicis mainīt drošinātājus katru reizi, kad tie pūš? Izmantojiet elektronisku līdzstrāvas drošinātāju, kas aizsargās jūsu ierīces, kas pievienotas barošanas avotam. Šo "drošinātāju" var atiestatīt, vienkārši izslēdzot un atkal ieslēdzot. Šis drošinātājs izmanto N-kanālu FET lauka efekta tranzistoru kā strāvas sensoru. Tranzistors arī izslēdz slodzes līniju ar zemi, ja strāva pārsniedz maksimālo pieļaujamo vērtību.
Drošinātāju diagramma
Iespiedshēmas plate
Izslēgšanas (sprūda) strāvu var regulēt ar mainīgu rezistoru P1 no 0 līdz 5 A. Šī ķēde var darboties pareizi ar maksimālo slodzes strāvu līdz 5 ampēriem. Nepārslogojiet to, ja nevēlaties sadedzināt detaļas. Pie ilgstošas lielas strāvas tranzistors var sakarst, tāpēc ir nepieciešams neliels radiators.
Tagad par kondensatoriem bāzes ķēdē - tranzistora T2 C1 un C2. Atkarībā no to jaudas mainās reakcijas ātrums. Piemēram, C1 izslēgsies lēni (izlaižot īstermiņa slodzes maksimumus), bet C2 uzreiz. Noregulējot, noregulējiet rezistoru P1, līdz izdeg drošinātājs. Drošinātāja atiestatīšana ir vienkārša: izslēdziet tam strāvu un, kad strāvas padeve atkal tiek pieslēgta, ķēde atkal ir gatava aizsargāt jūsu ierīces. Ierīce ir piemērota kā pielikums jebkuram līdzstrāvas avotam (ar maiņstrāvu ķēde nedarbosies) izejas spriegumam līdz 25 V. Pie augstāka sprieguma jums būs jāmaina dažu rezistoru vērtības un jāinstalē vairāk jaudīgi tranzistori.
Vai jums ir apnicis mainīt drošinātājus katru reizi, kad tie pūš? Izmantojiet elektronisku līdzstrāvas drošinātāju, kas aizsargās jūsu ierīces, kas pievienotas . Šo "drošinātāju" var atiestatīt, vienkārši izslēdzot un atkal ieslēdzot. Šis drošinātājs izmanto N-kanālu FET lauka efekta tranzistoru kā strāvas sensoru. Tranzistors arī izslēdz slodzes līniju ar zemi, ja strāva pārsniedz maksimālo pieļaujamo vērtību.
Drošinātāju diagramma
Iespiedshēmas plate
Izslēgšanas (sprūda) strāvu var regulēt ar mainīgu rezistoru P1 no 0 līdz 5 A. Šī ķēde var darboties pareizi ar maksimālo slodzes strāvu līdz 5 ampēriem. Nepārslogojiet to, ja nevēlaties sadedzināt detaļas. Pie ilgstošas lielas strāvas tranzistors var sakarst, tāpēc ir nepieciešams neliels radiators.
Tagad par kondensatoriem bāzes ķēdē - tranzistora T2 C1 un C2. Atkarībā no to jaudas mainās reakcijas ātrums. Piemēram, C1 izslēgsies lēni (izlaižot īstermiņa slodzes maksimumus), bet C2 uzreiz. Noregulējot, noregulējiet rezistoru P1, līdz izdeg drošinātājs.
Drošinātāja atiestatīšana ir vienkārša: izslēdziet tam strāvu un, kad strāvas padeve atkal tiek pieslēgta, ķēde atkal ir gatava aizsargāt jūsu ierīces. Ierīce ir piemērota kā pielikums jebkuram līdzstrāvas avotam (ar maiņstrāvu ķēde nedarbosies) izejas spriegumam līdz 25 V. Pie augstāka sprieguma jums būs jāmaina dažu rezistoru vērtības un jāinstalē vairāk jaudīgi tranzistori. Un, lai aizsargātu pašu barošanas avotu, varat to izdarīt.
|
|
Mikrokontrollera dozimetra ar LCD shematiska diagramma, kuras pamatā ir Geigera skaitītājs SBM-20 un PIC16F684.(autors Toničs datēts ar 2013. gada 6. augustu) nav aizsardzības pret pārslodzi un īssavienojuma strāvu. Interneta dzīlēs tika atrasta vienkārša aizsardzības shēma - elektroniskais drošinātājs. Šī ierīce ir savienota starp slodzi un strāvas avotu.
Šeit ir EP elektriskā shēma.
Kontakti X1 un X2 savieno ierīci ar strāvas avotu. Slodze ir savienota ar kontaktiem X3, X4. Ierīce ir elektroniska atslēga, kas izgatavota uz tranzistoriem VT1 ... VT3. Elektronisko atslēgu kontrolē strāvas sensors, kas samontēts uz rezistoriem R1, R2 un potenciometra R4.
Kad slodzes strāva pārsniedz potenciometra R4 iestatīto, sprieguma kritums tranzistora VT3 emitētāja savienojumā noved pie tā atvēršanas un rezultātā emitera pārejas VT1 manevrēšanas. Spriegums VT1 pamatnē attiecībā pret tā emitētāju izrādās tik mazs, ka VT1 ir bloķēts un caur to neplūst strāva. Rezultātā VT1-R5 ķēde tiek salauzta, un spriegums VT2 pamatnē kļūst zem tā darbības sliekšņa, tranzistors VT2 tiek aizvērts un slodze tiek atslēgta. Pēc īssavienojuma novēršanas. (vai pārslodzes) procesi, sākot ar VT3, notiek apgrieztā secībā.
Tranzistora VT3 slēdža slieksnis tiek iestatīts ar potenciometru R4. Tas nosaka maksimālo pieļaujamo strāvu, ar kuru ED darbosies.
Jaudīgs rezistors R3 kalpo, lai ierobežotu strāvu caur VT2. Kondensators C1 nomāc impulsu troksni (mikrodzirksteļošanu), kas rodas, slīdnim slīdot gar potenciometra pretestības slāni.
Specifikācijas:
Darba spriegums - 5…30V.
Darba strāvas regulēšanas diapazons ir 0,1…3,5 A.
Sastāvdaļas:
R3 - 0,5 omi, jaudīgs 10 W, atlikušie rezistori ir 0,25 W.
R1 - 470 omi.
R2, R6 - 1 kOhm.
R5-110 omi.
R4 - apgriešanas rezistors - 4,7 kOhm.
VT1-VT3 tranzistori BC 547B (KT 3102A)
VT2 tranzistors KT 805AM, KT 808AM, KT 819GM, 2N3055 jāuzstāda uz radiatora, kura platība ir vismaz 100 kv.cm, izmantojot termopastu.
Pēc montāžas es pievienoju elektronisko ierīci strāvas avotam. Kā slodzi izmantoju jaudīgu stiepļu rezistoru ar pretestību 3 omi. Iestatiet potenciometra R4 slīdni uz minimālo pretestību un pievadiet spriegumu uz ED no nulles. Uz voltmetra, kas savienots ar strāvas avotu - 30 V, slodzes strāva un spriegums ir nulle. Iestatiet R4 slīdni uz maksimālo pretestību. Pie strāvas 3,8A ED strādāja. Tā kā es gribēju palielināt reakcijas strāvu, es nolēmu samazināt rezistora R3 pretestību līdz 0,3 Ohm. Mums izdevās panākt darba strāvu līdz 6 A. Es vairs nemēģināju to iestatīt, jo KT805AM tranzistors ir paredzēts 5A strāvai. Pēc ED iedarbināšanas atkārtota aktivizēšana ir iespējama pēc 15 sekundēm.
Elektronisko drošinātāju var izgatavot arī, izmantojot jaudīgu lauka efekta tranzistoru, bet vairāk par to nākamajā rakstā.
Iespiedshēmas plate programmā Layout 6.0
Drošinātāji ir vienreizlietojami, un tie ir obligāti jānomaina, ja tie neizdodas strāvas pārspriegumu dēļ. Katrs no tiem ir paredzēts noteiktai strāvai, bet, ja nav piemērota elementa, tiek uzstādīts pēc vērtības tuvākais. Šādas darbības negatīvi ietekmē iekārtas darbību un samazina tā uzticamību. Tāpēc mūsdienu shēmās tiek izmantoti strāvas ierobežotāji, kas ir elektroniski drošinātāji. Šīs ierīces nodrošina automātisku aizsardzību un ievērojami palielina ierīču veiktspēju.
Strāvas ierobežotāju efektivitāte
Drošinātāji jau ilgu laiku ir izmantoti gandrīz visās ķēdēs. Tie bieži neizdevās, un tiem bija nepieciešama manuāla nomaiņa. Viņu prombūtnes laikā tika izmantotas paštaisītas ierīces dažādu džemperu veidā, kas bija ļoti neuzticamas un visos aspektos bīstamas.
Šie vienkāršākie elementi ir aizstāti ar elektroniskajiem drošinātājiem, kas darbojas kā strāvas ierobežotāji. Saskaņā ar viņu darbību tie ir sadalīti divās galvenajās kategorijās. Pirmā grupa atjauno barošanas ķēdi pēc avārijas cēloņu novēršanas. Otrās grupas ierīču darbība notiek tikai ar speciālistu piedalīšanos. Turklāt ir pasīvās aizsardzības ierīces, kas ar skaņas vai gaismas palīdzību signalizē par bīstamas situācijas iestāšanos.
Radioelektroniskajās ierīcēs aizsardzība pret strāvas pārslodzēm tiek veikta, izmantojot pretestības vai pusvadītāju strāvas sensorus, kas savienoti virknē ķēdē. Ja spriegums nokrītas zem standarta līmeņa, tiek aktivizēta aizsargierīce, kas atvieno iekārtu no barošanas avota. Šī aizsardzības metode paredz iespēju mainīt strāvas lielumu, pie kuras tiek iedarbināta aizsardzība.
Labu un efektīvu aizsardzību nodrošina ierobežots ierobežojošās strāvas daudzums, kas iet caur slodzi. Iestatīto līmeni nevar pārsniegt pat tad, ja ķēdē ir īssavienojums. Maksimālās strāvas ierobežošana tiek veikta, izmantojot īpašas ierīces - stabilas strāvas ģeneratorus.
Elektronisko drošinātāju diagrammas
Piedāvātās diagrammas parāda vienkāršākos automātiskos aizsardzības pasākumus pret strāvas pārslodzi. Šo ierīču dizains ir balstīts uz ierīcēm, kurām ir sākotnējā strāva, kuru nevar pārsniegt. Nepieciešamā strāvas vērtība tiek iestatīta, izvēloties konkrētu tranzistoru.
1. diagrammā ir izmantots KP302A zīmola elements, kas norāda maksimālo strāvas vērtību 30-50 mA. Lai palielinātu šo vērtību, ir nepieciešams vienlaikus savienot vairākus tranzistorus paralēli.
2. ķēde darbojas, izmantojot parastos bipolāros tranzistorus ar minimālo strāvas pārneses koeficientu 80-100. Ieejas sprieguma ceļš sākas rezistorā R1, pēc tam iet caur tranzistoru VT1, atverot to. Tranzistora piesātinājuma režīms izraisa lielāko sprieguma plūsmu uz izeju. Ja strāva nepārsniedz sliekšņa vērtību, šajā gadījumā tranzistors VT2 paliek aizvērts un HL1 gaismas diode neiedegas. 2. ķēdē rezistors R3 ir strāvas sensors.
Sprieguma krituma gadījumā tranzistors VT1 aizvērsies, tādējādi ierobežojot strāvas plūsmu caur slodzi. Elements VT2, gluži pretēji, būs atvērts, vienlaikus ieslēdzot LED. 2. diagrammā norādīto elementu nominālie rādītāji atbilst īssavienojuma strāvai ar spriegumu 0,7 volti, pretestību 3,6 omi un strāvu 0,2 - 0,23 ampēri.
3. diagrammā elektroniskais drošinātājs kā atslēgu izmanto lieljaudas lauka efekta tranzistoru VT1. Aizsardzība darbojas ar strāvu, kas ir atkarīga no pretestības elementu attiecības. Svarīga loma ir strāvas sensora pretestības vērtībai, kas ir virknē savienota ar lauka efekta tranzistoru. Pēc aizsardzības nostrādāšanas slodze tiek atkārtoti pievienota, nospiežot pogu SA1.
Strāvas ierobežotāji - stabilizatori
Stabilizatori tiek uzskatīti par vienu no efektīvākajiem strāvas ierobežotājiem. Piemēram, izmantojot 1. diagrammā redzamo ierīci, izejā ir iespējams iegūt stabilu spriegumu, regulējamu no 0 līdz 17 voltiem.
Lai aizsargātu pret īssavienojumiem un pārstrāvu, tiek izmantoti īpaši elementi tiristora VS1 formā un strāvas sensors uz rezistora R2. Kad slodzes strāva palielinās, tiristors tiek ieslēgts ar vienlaicīgu VT1 vadības ķēdes manevru. Pēc tam izejas sprieguma vērtība kļūst nulle. Aizsardzības iedarbināšanu apstiprina LED iedegšanās.
Pēc darbības traucējumu novēršanas stabilizators tiek restartēts, nospiežot pogu SB1 un pēc tam atbloķējot tiristoru. Ir strāvas ierobežotāji, kas aprīkoti ar aizsardzību un skaņas pārslodzes indikatoriem. Lai vadītu audio frekvences ģeneratoru, tiek izmantota īpaša tranzistora atslēga.
Galvenais drošinātāju trūkums, ja tos izmanto elektronisko shēmu aizsardzībai, ir to inerce, t.i. ilgs reakcijas laiks, kura laikā dažiem ķēdes elementiem ir laiks sabojāt. Izmantojot elektroniskos drošinātājus, varat nodrošināt ierīces automātisku aizsardzību un vienlaikus palielināt tās veiktspēju. Šīs ierīces var iedalīt divās grupās:
Ar strāvas ķēdes pašatveseļošanos pēc negadījuma cēloņu novēršanas;
Ar restartēšanu (speciālā poga, restartēšana utt.).
Ir arī pasīvās aizsardzības ierīces: avārijas režīmā tās tikai ar gaismas vai skaņas signālu norāda uz bīstamas situācijas esamību, neatvienojot slodzi.Lai aizsargātu radioelektroniskās ierīces no strāvas pārslodzēm, parasti tiek izmantoti pretestības vai pusvadītāju strāvas sensori. , kas virknē savienots ar slodzes ķēdi. Tiklīdz sprieguma kritums strāvas sensorā pārsniedz iepriekš iestatīto līmeni, tiek iedarbināta aizsargierīce, kas atvieno slodzi no strāvas avota. Šīs aizsardzības metodes priekšrocība ir tā, ka aizsardzības darbības strāvas lielumu var viegli mainīt. Vēl viena slodzes aizsardzības metode ir ierobežot strāvas ierobežojumu caur to. Pat ja slodzes ķēdē ir īssavienojums, strāva nevarēs pārsniegt noteikto līmeni un sabojāt slodzi. Lai ierobežotu maksimālo slodzes strāvu, tiek izmantoti stabilas strāvas ģeneratori. Vienkāršākā strāvas ierobežotāja shēma parādīta 1. att.
Faktiski tas ir lauka efekta tranzistora strāvas stabilizators. Slodzes strāva, izmantojot šādu ierobežotāju, nedrīkst pārsniegt lauka tranzistora sākotnējo drenāžas strāvu. Šīs strāvas lielumu var iestatīt, izvēloties tranzistora veidu. Diagrammā redzamajam tranzistoram KP302V maksimālā strāva caur slodzi nepārsniegs 30...50 mA. Šīs strāvas vērtību var palielināt, paralēli savienojot vairākus tranzistorus. Slodzes strāvas ierobežotājs (2. att.) izmanto bipolārus tranzistorus, kuru strāvas pārneses koeficients ir vismaz 80...100.
Ieejas spriegums caur rezistoru R1 nonāk tranzistora VT1 pamatnē un atver to. Tranzistors darbojas piesātinājuma režīmā, tāpēc lielākā daļa ieejas sprieguma nonāk izejā. Kad strāva ir mazāka par slieksni, tranzistors VT2 tiek aizvērts un HL1 gaismas diode neiedegas. Rezistors R3 darbojas kā strāvas sensors. Tiklīdz sprieguma kritums pāri tam pārsniegs VT2 atvēršanas slieksni, tas atvērsies, ieslēgsies LED HL1, un tranzistors VT1, gluži pretēji, “aizvērtos” un strāva caur slodzi tiks ierobežota. Cita strāvas ierobežotāja ķēde parādīta 3. att.
Normālā režīmā tranzistors VT2 ir atvērts, jo bāzes strāva plūst caur rezistoru R1. Palielinoties strāvai, palielinās spriegums starp VT2 kolektoru un emitētāju, un, kad tas kļūst aptuveni 0,6 V, tranzistors VT1 atveras un apiet VT2 bāzes emitētāja ķēdi, izraisot tā aizvēršanos. Ja slodzē rodas īssavienojums, īssavienojuma strāva plūst caur ķēdi: barošanas avota “+” - īssavienojuma slodze Rн - rezistors R2 - bāzes-emitera pāreja VT1 - avots. Tā kā VT2 ir aizvērts, īssavienojuma strāvu ierobežo rezistors R2. Pēc īssavienojuma novēršanas ierobežotājs neieslēdzas neatkarīgi. Lai to izdarītu, uz īsu laiku ir jāatvieno un atkal jāpievieno slodze (īssavienojiet VT1 bāzes un emitera spailes savā starpā). Šajā gadījumā VT1 aizvērsies un VT2 atvērsies, un slodzei tiks piegādāts spriegums. Attēlā 3.b attēlā parādīta diagramma patērētāju aizsardzībai no pārsprieguma zemsprieguma ķēdēs.
Kad ieejas spriegums palielinās virs nominālā sprieguma, Zener diode VD2 izlaužas, tranzistors VT1 atveras, VT2 aizveras un slodze tiek aizsargāta no pārsprieguma. Kā ierīci barošanas avotu aizsardzībai varat izmantot elektronisko drošinātāju (4. att.), kas savienots starp avotu un slodzi.
Kad slodzes strāva ir mazāka par iestatīto darba strāvu, tranzistors VT2 ir atvērts un sprieguma kritums tajā ir minimāls. Palielinoties slodzes strāvai, palielinās sprieguma kritums uz VT2, un tāpēc palielinās spriegums, kas caur R4 tiek piegādāts VT1 pamatnei, un VT1 atveras. Process notiek kā lavīna, jo caur rezistoru R4 ir pozitīvas atsauksmes. Rezultātā VT1 apiet VT2, pēdējais aizver un atvieno slodzi. Tajā pašā laikā iedegas VD1 LED, kas signalizē par pārslodzi. Diagrammā redzamās rezistoru vērtības atbilst spriegumam 9 V un darba strāvai 1 A. Ja nepieciešams mainīt drošinātāja parametrus, ir jāpārrēķina pretestības R3 un R4. Elektroniskais drošinātājs (5. att.) sastāv no jaudīga komutācijas elementa uz tranzistoriem VT3-VT4, strāvas mērīšanas rezistora R2, dinistora VT1-VT2 tranzistora analoga un šunta tranzistora VT5.
Kad strāva ir ieslēgta, strāva, kas plūst caur rezistoru R1 un emitera savienojumu VT4, atver salikto tranzistoru VT4-VT3. Atlikušie tranzistori paliek slēgti. Slodze tiek piegādāta ar nominālo spriegumu. Kad notiek pārslodze, sprieguma kritums pāri R2 kļūst pietiekams, lai atvērtu dinistora analogu. Pēc tam tranzistors VT5 atveras un apiet emitera savienojumu VT4. Tā rezultātā tranzistori VT3 un VT4 aizveras, atvienojot slodzi no strāvas avota. Slodzes strāva strauji samazinās, bet dinistora analogs paliek atvērts. Drošinātājs šajā stāvoklī var palikt bezgalīgi. Caur slodzi plūst atlikušā strāva, ko nosaka pretestība R1, t.i. desmitiem reižu mazāks par nominālo. Sprieguma kritums slēgtajā tranzistorā VT3 ieslēdz HL1 "Alarm" LED. Lai pēc pārslodzes novēršanas atsāktu ierīces darbību nominālajā režīmā, īslaicīgi jāizslēdz strāvas avots vai jāatvieno slodze. Drošinātājs ir samontēts uz iespiedshēmas plates, kuras rasējums parādīts 6. att.
Ar diagrammā norādītajiem komponentu nomināliem drošinātājam ir šādas īpašības:
Nominālais barošanas spriegums - 12V;
Nominālā slodzes strāva - 1 A;
Darbības strāva - 1,2 A;
Atlikušās slodzes spriegums - 1,2 V;
Sprieguma kritums drošinātājam ir 0,75 V.
Elektroniskais drošinātājs (7. att.) satur jaudīgu tranzistoru VT2, kas savienots ar negatīvo barošanas vadu, divus strāvas stabilizatorus uz lauka tranzistoriem (regulējams uz VT1 un neregulējams uz VT3) un sliekšņa elementu - tiristoru VS1.
Kontroles spriegums tiristoram tiek piegādāts caur rezistoru R2 no strāvas sensora, ko atskaņo ļoti zemas pretestības (0,1 omi) rezistors R1. Šāda tipa tiristori ieslēdzas, kad spriegums uz vadības elektroda (attiecībā pret katodu) ir 0,5...0,6 V. Sākotnējā stāvoklī caur tranzistoru VT3 plūst strāva aptuveni 8...15 mA, kas paliek stabila. mainoties barošanas avota izejas spriegumam. Šī strāva plūst caur HL2 LED, kas signalizē par ierīces darbību, tranzistora VT2 bāzes ķēdē. Tā kā VT2 statiskās strāvas pārneses koeficients ir vairāki tūkstoši, tas atveras un spēj slodzei nodot vairāku ampēru strāvu. Šajā gadījumā sprieguma kritums tranzistorā nepārsniedz 1 V. Slodzes strāva rada sprieguma kritumu uz rezistora R1, kas ir tiristora atvēršanas spriegums. Turklāt strāva, kas plūst caur tranzistoru VT1 (ko var mainīt ar mainīgo rezistoru R3), rada sprieguma kritumu rezistorā R2, kas arī kalpo kā sprieguma kritums VS1. Kad šo spriegumu summa sasniedz noteiktu vērtību, tiristors atveras. UTZ strāva plūst caur tiristoru un LED HL1. LED HL2 spriegums samazinās, tas nodziest, un tranzistors VT2 aizveras, un slodze tiek atvienota no barošanas avota. Degšana HL1 signalizē par negadījumu. Slodzes strāvu, pie kuras darbosies drošinātājs, var iestatīt ar mainīgu rezistoru R3, sākot no vairākiem desmitiem miliampēru līdz 5 A. Pēc slodzes bojājuma novēršanas drošinātājs tiek atiestatīts ar pogu SB1, kas, kontaktiem aizverot , atslēdz tiristoru, tas aizveras, un atveras VT2 , un strāva ieplūst slodzē Ierīce var izmantot konstantos rezistorus - MLT, S2-33, mainīgos rezistorus - SPO, SP, SP4. Rezistors R1 ir izgatavots no augstas pretestības stieples gabala. Gaismas diodes - jebkuras mazjaudas (AL307, AL341). HL1 labāk ņemt sarkanu, HL2 - zaļu. Lauktranzistori - KP303 vai līdzīgi ar sākotnējo drenāžas strāvu 10...15 mA un maksimālo pieļaujamo spriegumu, kas nav mazāks par barošanas avota izejas spriegumu. Tranzistors VT2-KT829, KT827. Ja slodzes strāva ir lielāka par 1 A, tranzistors jāuzstāda uz radiatora. Tiristors -2U107. Ierīces iestatīšana nozīmē maksimālās darba strāvas iestatīšanu, izvēloties pretestību R1, kad VT1 ir atvienots no pozitīvās drenāžas barošanas avota. Minimālā darba strāva tiek izvēlēta, pievienojot citas vērtības rezistoru R3. Šajā gadījumā pastāvīgu rezistoru var savienot virknē ar to vai paralēli. Ja, nostrādājot drošinātājam, caur tranzistoru VT2 joprojām plūst atlikušā strāva (tranzistors neaizveras), ieteicams izmantot LED HL2 ar lielāku darba spriegumu vai savienot diodes KD102B, KD103B, KD105B, KD522B virknē ar to. Ja barošanas blokam ir sprieguma stabilizators, drošinātājs jāpievieno tā priekšā, nevis pie iekārtas izejas Sprieguma stabilizators ar iebūvētu aizsardzību (8. att.) ļauj iegūt izejas spriegumu, kas ir regulējams no 0 līdz 17 V.
Lai aizsargātu stabilizatoru no pārmērīgas strāvas slodzes, tiek izmantots tiristoru VS1 ar strāvas sensoru uz rezistora R2. Palielinoties slodzes strāvai, tiristors ieslēdzas un apiet tranzistora VT1 vadības ķēdi, kā rezultātā izejas spriegums nokrītas līdz nullei. HL1 gaismas diode norāda, ka aizsardzība ir nostrādājusi. Lai restartētu stabilizatoru pēc pārslodzes cēloņu novēršanas, nospiediet pogu SB1 un izslēdziet tiristoru. Aizsardzības strāvu atkarībā no pretestības R2 R var iestatīt no 20 mA līdz 1...2 A. Piemēram, ar R2 = 36 omi, reakcijas strāva ir 30 mA, ar R2 = 4 omi - 0,5 A. Kā tranzistoru VT1 varat izmantot KT815, KT801, KT807 utt., VT2 - P702, KT802...KT805 (ar radiatoru). Elektroniskais drošinātājs un vienlaikus sprieguma stabilizators ir parādīts 9. att.
Uz tranzistoriem VT1 un VT2 saskaņā ar tradicionālo shēmu tiek montēts sprieguma stabilizators, tomēr paralēli Zenera diodei VD1 uz tranzistoriem VT3...VT5 tiek pieslēgta releja kaskāde ar strāvas sensoru uz rezistora Rx. Kad slodzes strāva palielinās, šī kaskāde tiek iedarbināta un šuntē Zenera diodi. Spriegums pie stabilizatora izejas nokrītas līdz nenozīmīgai vērtībai. Lai atbloķētu aizsardzības ķēdi, vienkārši īsi nospiediet pogu SB1. Lai palielinātu stabilizācijas koeficientu, Zener diodes VD1 vietā varat ieslēgt integrētu sprieguma stabilizatoru (trīs spailes). Elektroniskos drošinātājus var izgatavot, kā atslēgu izmantojot jaudīgu lauka tranzistoru (10. att.).
Aizsardzības darbības strāvu nosaka pretestības elementu attiecība, un tā, pirmkārt, ir atkarīga no strāvas sensora Rs pretestības vērtības, kas savienots virknē ar lauka tranzistoru VT1. Ierīces shēma, kuras pamatā ir IRL sērijas lauka tranzistors, ir parādīta 11. attēlā.
Drošinātājs ir savienots starp strāvas avotu (slēdzi) un slodzi. Tas darbojas ar spriegumu no 5 līdz 20 V un slodzes strāvu līdz 40 A. Lauka tranzistors VT1 vienlaikus darbojas kā elektronisks slēdzis un strāvas sensors. Uz DA1 mikroshēmas ir iebūvēts sprieguma salīdzinātājs, un uz DA2 mikroshēmas ir iebūvēts atsauces sprieguma avots (2,5 V). Lai iedarbinātu ierīci, izmantojiet pogu SB1, uz īsu brīdi aizverot, barošanas spriegums caur diodi VD2 un rezistoru R4 tiek piegādāts tranzistora vārtiem, tas atveras un savieno slodzi ar strāvas avotu. Op-amp izejas spriegums ir atkarīgs no tā ieejās esošo spriegumu attiecības. Ja slodzes strāva ir mazāka par drošinātāja izslēgšanas strāvu, spriegums pie neinvertējošās ieejas ir lielāks nekā pie invertējošās ieejas, tāpēc operētājsistēmas pastiprinātāja izejā spriegums ir par aptuveni 1,5 V mazāks par barošanas spriegumu. Tranzistors VT1 paliek atvērts, op-amp neinvertējošajā ieejā ir stabils spriegums no rezistīvā dalītāja R2-R1. Galvenie izmantotā tranzistora parametri ir: kanāla pretestība - 0,027 omi, maksimālā drenāžas strāva - 41 A, maksimālais drenāžas avota spriegums - 55 V un maksimālā jaudas izkliede - 110 W. Atvērta tranzistora kanāla pretestība ir atkarīga no sprieguma tā spailēs un korpusa temperatūras. Kad barošanas spriegums ir lielāks par 5...6 V, tas mainās 20...30% robežās, kas šādām ierīcēm ir diezgan pieņemami. Palielinoties strāvas patēriņam, palielinās sprieguma kritums tranzistorā VT1. Kad tas pārsniedz spriegumu pāri rezistoram R1, spriegums pie operētājsistēmas pastiprinātāja izejas samazināsies, tranzistors sāks aizvērties, un spriegums pāri tam palielināsies, kas novedīs pie sprieguma turpmāka samazināšanās operētājsistēmas pastiprinātājā. izeja un tranzistors tiks aizvērts. Līdz ar to, kad slodzes strāva sasniedz noteiktu vērtību, ierīce pēkšņi aizver tranzistoru un atvieno slodzi. HL1 gaismas diode norāda, ka ierīce ir izslēgta. Drošinātāja patērētā strāva šajā stāvoklī (neņemot vērā strāvu caur LED) ir vienāda ar vairākiem miliamperiem Lai ieslēgtu slodzi, vēlreiz īsi jānospiež poga SB1 Drošinātāja darbības strāva tiek iestatīta ar apgriešanas rezistoru. R1.Ja barošanas spriegums ir stabils, DA2 mikroshēmu un rezistoru R3 var likvidēt, aizstājot pēdējo ar vadu džemperi.Slodzes stabilai atvienošanai pie zemas darba strāvas (mazāka par 1 ... 1,5 A), pretestība strāvas sensors jāpalielina, tranzistora VT1 drenāžas ķēdē (atvērtajā ķēdē A punktā) iekļaujot rezistoru ar pretestību aptuveni 0,1 Ohm. Ierīce var izmantot jebkuru op-amp (DA1), kas darbojas ar nulles spriegumu abās ieejās vienas barošanas apstākļos. Jo īpaši ir piemēroti LM358 mikroshēmas vietējie analogi - KR1040UD1A, K1464UD1R DIP-8 iepakojumā un K1464UD1T SO-8 iepakojumā. DA2 - jebkura mikroshēma no TL431 sērijas. Trimmera rezistors - SPZ-19a, SPZ-28 vai līdzīgi importētie. Fiksētie rezistori - MLT, S2-33, R1-4, R1-12. Kondensators C1 - K10-17V. Poga SB1 - jebkura maza izmēra poga ar pašatgriešanos. Izmantojot virsmas montāžas detaļas: DA1 - LM358AM, DA2 - TL431CD (12.a att.), rezistori P1-12 utt., ierīce tiek novietota uz iespiedshēmas plates, kas izgatavota no vienpusējas folijas stikla šķiedras ar izmēriem 20x25 mm ( 12.b att.).
Ierīces iestatīšana ir saistīta ar darba strāvas iestatīšanu, izmantojot apgriešanas rezistoru R1 (11. att.). Šīs strāvas maiņas intervālu var iestatīt, izvēloties pretestību R2 Barošanas blokos, kas īslaicīgi var izturēt strāvas pārslodzi (izejas īssavienojumu), tiek izmantotas pasīvās aizsardzības ierīces. Avārijas režīmā viņi par to paziņo ar gaismas vai skaņas signālu, paši neizslēdzot slodzi 13. attēlā redzama LED indikatora shēma (VD2).
Kad stabilizators ir pārslogots, sprieguma kritums pāri tam strauji palielinās. Kad tiek sasniegts Zener diodes VD1 pārrāvuma spriegums, tas atveras un iedegas LED VD2. Stabilizācijas spriegumam VD1 jābūt mazākam par stabilizatora minimālo ieejas spriegumu un lielākam par maksimālo sprieguma kritumu stabilizatorā darba režīmā. Rezistors R1 ierobežo strāvu caur LED līdz maksimālajam pieļaujamajam līmenim. Miniatūras kvēlspuldzes pārslodzes trauksmes shēma parādīta 14. att.
Ja slodzes strāva nepārsniedz maksimāli pieļaujamo, sprieguma kritums pāri stabilizatoram ir neliels, tāpēc tranzistors VT1 ir aizvērts un HL1 gaisma neiedegas. Palielinoties slodzei, palielinās sprieguma kritums, atveras tranzistors un iedegas gaisma, kas signalizē par pārslodzi. Spuldze HL1 ir izvēlēta saskaņā ar Zenera diodes VD1 un tranzistora VT1 pieļaujamo strāvu. Skaņas signāls par pārmērīgu strāvas patēriņu parādīts 15. att.
Diodes taisngriezi VD1...VD4 darbina transformators, kura sekundārais tinums paredzēts sprieguma stabilizatora darbībai nepieciešamajam spriegumam un strāvai. Signalizācijas ierīce ir audio frekvences ģenerators HA1 ar tam pievienotu akustisko emitētāju (dinamisko galvu) BA1. Ģeneratora darbību kontrolē ar taustiņu uz tranzistora VT1. Kad stabilizators darbojas, slodzes strāva iet caur strāvas sensoru R1, radot tam sprieguma kritumu. Kamēr strāva ir maza (ar diagrammā norādīto pretestību R1 - mazāka par 0,3 A), tranzistors VT1 ir aizvērts. Palielinoties strāvai, palielinās spriegums pāri rezistoram. Kad tas sasniedz 0,7 V, atveras VT1 un iztaisnotais spriegums tiek piegādāts trauksmes ierīcei. Maiņstrāvas elektronisko iekārtu aizsardzības shēmas parasti ir sarežģītākas un retāk sastopamas. Tas ir saistīts ar faktu, ka pusvadītāju ierīču darbības uzticamība pie paaugstināta tīkla līmeņa sprieguma ir mazāka, jo nejaušs tīkla sprieguma pārspriegums, piemēram, pārejas procesu laikā, var viegli izlauzties cauri pat tīkla spriegumam. augstākā sprieguma pusvadītāju ierīce. Pusvadītāju drošinātājs (16. att.) spēj aizsargāt pievienoto elektronisko shēmu (Rн) no pārslodzes.
Drošinātāju var izmantot arī līdzstrāvas ķēdēs, kā arī tranzistoru pastiprinātāju izejas posmu aizsardzībai. Lai samazinātu atlikušo strāvu izslēgtā stāvoklī, ķēdē tiek izmantots posistors R3. Ja slodzes strāva ir mazāka par pieļaujamo, tranzistors VT1 tiek bloķēts un VT2 ir atvērts un piesātinājuma stāvoklī. Sprieguma kritums tranzistorā VT2 ir neliels, un gandrīz viss tīkla spriegums krīt uz Rн. Strāva caur slodzi nav ierobežota. Pārslogojot, VT2 spriegums ievērojami palielinās, kā rezultātā tranzistors VT1 atveras un palielina kolektora strāvu. Šajā gadījumā tranzistors VT2 aizveras, un strāva caur drošinātāju samazinās. Pozistoram R3 tiek pielikts ievērojami lielāks spriegums, kas izraisa tā uzsilšanu. Pozistora pretestība strauji palielinās, VT2 aizveras vēl vairāk, un ir ievērojami samazināta atlikušā strāva caur drošinātāju.Kondensators C2 samazina ierīces jutību pret īslaicīgām impulsu pārslodzēm. Diodes VD5 un VD6 aizsargā tranzistoru VT2 no lieliem strāvas impulsiem, kad ierīce darbojas ar maiņstrāvu. Maiņstrāvas stabilizatora-ierobežotāja ķēde parādīta 17. att.
Slodzes strāvu var vienmērīgi regulēt ar potenciometru R2, sākot no dažiem miliampēriem līdz 8 A. Maksimālo slodzes strāvu, ja nepieciešams, var ievērojami palielināt, uzstādot tranzistoru VT1 uz radiatora, aprīkojot to ar ventilatoru un palielinot lauku skaitu. -paralēli savienoti efekta tranzistori. Tīkla slodzes strāvas ierobežotājs ir parādīts 18. att.
Tās jaudas raksturlielumus nosaka tikai izmantotā lauka tranzistora veids. Ķēdes pamatā ir strāvas avots uz VT2, VT3, R3 un R4. Rezistors R3 nodrošina lauka tranzistora VT3 atvēršanu, R4 ir strāvu regulējošs. Kad sprieguma kritums pāri tam pārsniedz 0,55 V, tranzistors VT2 atveras un apiet lauka efekta tranzistora vārtus, liekot pēdējam aizvērties. Lauka tranzistora kā jaudas kontroles elementa izmantošana ļāva palielināt rezistora R3 pretestību līdz 1 MOhm. Tas samazināja vadības strāvu (ne vairāk kā 0,4 mA) un attiecīgi rezistora R3 jaudas zudumu (ne vairāk kā 0,16 W). Strāvas stabilizatoram uz lauka tranzistora ir ievērojams trūkums: palielināts sprieguma kritums atvērtajā tranzistorā. To izraisa lauka efekta tranzistora augstais sliekšņa spriegums. Parasti tas ir robežās no 2...4 V. Šim spriegumam pieskaita kritumu pāri strāvu regulējošajam rezistoram - 0,5 V. Rezultātā pie strāvas, kas ir zem robežlīmeņa, ierobežotāja ķēdē nokrīt aptuveni 6 V. pastāvīga strāva 1 A, uz tranzistora Jauda tiek atbrīvota līdz 6 W, kas prasa radiatora izmantošanu. Ja slodzes pretestība ir ievērojami samazināta, strāva caur to tiks ierobežota līdz noteiktam drošam līmenim, un spriegums būs ievērojami mazāks par barošanas spriegumu. Tā rezultātā palielināsies sprieguma kritums tranzistorā VT3, kā arī palielināsies uz tā atbrīvotā jauda. Ierobežojumā (ar īssavienojumu slodzē) tas būs vairāk nekā 300 W, kas ir nepieņemami. Tāpēc ķēdei tika pievienots mezgls uz elementiem VT1, VD1, R1, R2, C1, pārvēršot strāvas avotu par drošinātāju. Tās reakcijas līmeni nosaka dalītājs R1-R2 un Zenera diodes VD1 stabilizācijas spriegums (apmēram 25 V). Zenera diode nodrošina taustiņu pārslēgšanas režīmu tranzistoram VT3, un kondensators C1 nodrošina reakcijas laika aizkavi, padarot ķēdi nejutīgu pret traucējumiem un strāvas pārspriegumiem, kad tiek ieslēgta strāva, vai traucējumiem no darbināmas ierīces. Drošinātāja reakcijas laiks ir atkarīgs no kondensatora kapacitātes. Kamēr spriegums ķēdē nepārsniedz 25 V, tas darbojas kā strāvas avots. Tad tranzistors VT1 atveras un apiet lauka efekta tranzistora vārtus. Rezultātā tas aizveras un slodze tiek atslēgta. Slodzes strāvu ierobežo rezistori R1, R3 un noplūdes strāva VT3 un sliktākajā gadījumā nepārsniedz 1 mA. Ķēde var palikt šajā stāvoklī tik ilgi, cik nepieciešams. Pati ķēde izkliedē jaudu ne vairāk kā 0,4 W. 19. attēlā redzamā ierīce ir paredzēta, lai ātri atvienotu enerģijas patērētājus no tīkla, ja strāva ķēdē pārsniedz pieļaujamo vērtību.
Salīdzinot ar drošinātājiem un elektromehāniskajiem drošinātājiem, elektroniskajiem drošinātājiem ir ievērojami lielāks darbības ātrums. Turklāt šo ierīci var viegli un precīzi konfigurēt darbam ar jebkuru strāvu diapazonā no 0,1...10 A. Aizsardzības ierīce tiek darbināta tieši no tīkla, izmantojot beztransformatora ķēdi, izmantojot elementus R7...R9, SZ, C4, VD3.. .VD5. Slodzes pārslēgšanu veic elektroniskais slēdzis - triac VS1. Lai to atvērtu, caur transformatoru T2 uz vadības elektrodu tiek nosūtīti īsi impulsi. Šos impulsus ģenerē pašoscilators uz savienojuma tranzistora VT1. Lai atvērtu triac, ir nepieciešama strāva caur vadības elektrodu līdz 100 mA. Šī strāva tiek nodrošināta impulsa režīmā. Kondensators C2 tiek uzlādēts no strāvas avota caur rezistoru R2. Tiklīdz spriegums pāri tam sasniedz tranzistora VT1 atvēršanas slieksni, kondensators C2 tiek izlādēts caur ķēdes emitētāja-bāzes pāreju 1 VT1 - tinumu 1 T2. Šo procesu atkārto ar frekvenci, ko nosaka R2 un C2 nomināli (apmēram 1,5...2 kHz). Tā kā pašoscilatora impulsu atkārtošanās ātrums ir daudz lielāks nekā tīkla (50 Hz), triaks atveras gandrīz katra tīkla sprieguma pusperioda sākumā. Strāvas sensors slodzes ķēdē ir strāvas transformators T1. Kad plūst slodzes strāva R n arī iet caur primāro tinumu T1. Sekundārajā tinumā (3-4) tiek atbrīvots palielināts spriegums, kas ir proporcionāls slodzes strāvai. Šo spriegumu iztaisno diodes tilts VD1 un caur rezistoru R5 pievada tiristora VS2 vadības elektrodam. Ja šis spriegums sasniedz VS2 darbības slieksni, tas atveras un caur diodi VD2 izveido īssavienojumu C2, tādējādi pašoscilators pārstāj darboties. Kad VS1 virzošie impulsi pazūd, slodze tiek izslēgta. Tajā pašā laikā iedegas HL1 indikators. Ķēdes reakcijas jutību var vienmērīgi noregulēt, izmantojot rezistoru R3. Kondensators C1 neļauj aizsardzībai iedarboties īslaicīgu traucējumu laikā tīklā.Šķēde var ilgstoši palikt izslēgtā stāvoklī, un, lai to atgrieztu sākotnējā stāvoklī, ir jānospiež poga SB1. Un, izmantojot pogu SB2, ja nepieciešams, slodzi var izslēgt manuāli. Strāvas transformators T1 ir paštaisīts. Tinumam ir ērti izmantot rāmi un magnētisko ķēdi no jebkura transformatora, ko izmanto vecajos sadzīves tālruņos. Piemērots standarta izmēra W5x5 magnētiskais kodols, kas izgatavots no dzelzs vai ferīta M2000NM. Tinums 3-4 ir izgatavots ar PEL stiepli Ø 0,08 mm un satur 3000...3400 apgriezienus. Pēdējais tinums tiek uztīts 1-2 ar PEL-2 stiepli Ø 0,82...1,0 mm - 30...46 apgriezieni. Impulsu transformators T2. izgatavots bruņu B14 izmēra magnētiskā serdeņa iekšpusē, kas izgatavots no ferīta ar magnētisko caurlaidību M2000HM. Kodola centrā ir nepieciešams nodrošināt 0,1...0,2 mm atstarpi, kas novērsīs tā magnetizāciju darbības laikā. Tinums 1 satur 80 vijumus, 2 - 40 apgriezienus PELSHO stieples Ø 0,1...0,12 mm. Ķēdē tiek izmantoti kondensatori C1 un SZ tips K50-35 25 V, C2 un C4 - K73-17 darba spriegumam attiecīgi vismaz 63 V un 400 V, apgriešanas rezistors R3 ir tips SPZ-19a, pārējie rezistori ir jebkura veida. Pogas SB1, SB2 un LED HL1 ir piemērotas jebkurai miniatūrai. Ķēdes iestatīšana sākas, pārbaudot tranzistora VT1 pašoscilatora darbību. Lai to izdarītu, ir ērti piegādāt strāvu nevis no tīkla, bet izmantot ārējo līdzstrāvas sprieguma avotu 15...20 V, savienojot to ar punktiem a un b. Autoģeneratoram darbojoties, jābūt spriegumam uz kondensatora C2, kura forma parādīta 20. att.
Ja šādu impulsu nav, var būt nepieciešams izvēlēties pretestību R2. Jākonstatē tiristora VS2 darbība, nospiežot pogu SB2. Ja HL1 gaismas diode neiedegas pēc pogas atlaišanas, samaziniet R4 pretestību, lai palielinātu strāvu, kas nepieciešama VS2 atvērtai darbībai. Jūs varat pārbaudīt ierīces darbību kopumā, pievienojot XS1 ligzdām lampu un skalas voltmetru. Pirmkārt, jums jāpārliecinās, vai triac VS1 pilnībā atveras (izmērot spriegumu pāri lampai). Ja tas tā nav, jums ir jāapmaina jebkura transformatora T2 tinuma spailes. Elektronisko drošinātāju ķēdi var vienkāršot, noņemot strāvas transformatoru T1 un nomainot tā tinumu 1-2 ar rezistoru ar pretestību 0,2...0,3 Ohm un diodi. Šī rezistora pretestība ir noregulēta līdz vajadzīgajai aizsardzības strāvai. Bet šajā gadījumā aizsardzības ķēde darbosies uz viena tīkla sprieguma pusviļņa, kas, atslēdzot slodzi, samazinās tās veiktspēju.Izmantojot ķēdi, jāņem vērā, ka daži patērētāji, piemēram, lampas, komutācijas barošanas avoti, elektromotori utt., ieslēgšanas brīdī rada ieslēgšanas strāvu. Šajā gadījumā ir jāpalielina aizsardzības iedarbināšanas slieksnis vai, kas ir daudz labāk, jāveic pasākumi, lai samazinātu šo metienu.
Radiomir Nr.3,4,5 2012.g
