Her patladığında sigortaları değiştirmekten yoruldunuz mu? Güç kaynağına bağlı cihazlarınızı koruyacak bir elektronik DC sigortası kullanın. Bu "sigorta", basitçe kapatıp tekrar açarak sıfırlanabilir. Bu sigorta, akım sensörü olarak bir N-kanallı FET alan etkili transistör kullanır. Akım izin verilen maksimum değeri aştığında transistör ayrıca yük hattını topraktan kapatır.
Sigorta şeması
Baskılı devre kartı
Kesme (tetikleme) akımı P1 değişken direnci ile 0 ila 5 A arasında ayarlanabilir. Bu devre maksimum 5 ampere kadar yük akımıyla doğru şekilde çalışabilir. Parçaları yakmak istemiyorsanız aşırı yüklemeyin. Uzun süreli yüksek akımda transistör ısınabilir, bu nedenle küçük bir soğutucuya ihtiyaç vardır.
Şimdi temel devredeki kapasitörler hakkında - T2 transistörünün C1 ve C2'si. Kapasitelerine bağlı olarak tepki hızı değişir. Örneğin, C1 yavaşça kapanacaktır (kısa süreli yük zirvelerini atlayarak) ve C2 anında kapanacaktır. Ayar yaparken, sigorta atıncaya kadar P1 direncini ayarlayın. Sigortayı sıfırlamak basittir: Sigortaya giden gücü kapatın ve güç yeniden verildiğinde devre, cihazlarınızı yeniden korumaya hazır hale gelir. Cihaz, 25 V'a kadar bir çıkış voltajı için herhangi bir DC güç kaynağına (AC ile devre çalışmaz) ek olarak uygundur. Daha yüksek voltajlarda, bazı dirençlerin değerlerini değiştirmeniz ve daha fazlasını kurmanız gerekecektir. güçlü transistörler
Her patladığında sigortaları değiştirmekten yoruldunuz mu? .'ye bağlı cihazlarınızı koruyacak bir elektronik DC sigortası kullanın. Bu "sigorta", basitçe kapatıp tekrar açarak sıfırlanabilir. Bu sigorta, akım sensörü olarak bir N-kanallı FET alan etkili transistör kullanır. Akım izin verilen maksimum değeri aştığında transistör ayrıca yük hattını topraktan kapatır.
Sigorta şeması
Baskılı devre kartı
Kesme (tetikleme) akımı P1 değişken direnci ile 0 ila 5 A arasında ayarlanabilir. Bu devre maksimum 5 ampere kadar yük akımıyla doğru şekilde çalışabilir. Parçaları yakmak istemiyorsanız aşırı yüklemeyin. Uzun süreli yüksek akımda transistör ısınabilir, bu nedenle küçük bir soğutucuya ihtiyaç vardır.
Şimdi temel devredeki kapasitörler hakkında - T2 transistörünün C1 ve C2'si. Kapasitelerine bağlı olarak tepki hızı değişir. Örneğin, C1 yavaşça kapanacaktır (kısa süreli yük zirvelerini atlayarak) ve C2 anında kapanacaktır. Ayar yaparken, sigorta atıncaya kadar P1 direncini ayarlayın.
Sigortayı sıfırlamak basittir: Sigortaya giden gücü kapatın ve güç yeniden verildiğinde devre, cihazlarınızı yeniden korumaya hazır hale gelir. Cihaz, 25 V'a kadar bir çıkış voltajı için herhangi bir DC güç kaynağına (AC ile devre çalışmaz) ek olarak uygundur. Daha yüksek voltajlarda, bazı dirençlerin değerlerini değiştirmeniz ve daha fazlasını kurmanız gerekecektir. güçlü transistörler Güç kaynağının kendisini korumak için bunu yapabilirsiniz.
|
|
Geiger sayacı SBM-20 ve PIC16F684'ü temel alan LCD'li bir mikro denetleyici dozimetrenin şematik diyagramı.(6 Ağustos 2013 tarihli yazar Tonich) aşırı yük ve kısa devre akımına karşı korumaya sahip değildir. İnternetin derinliklerinde basit bir koruma devresi bulundu - elektronik bir sigorta. Bu cihaz yük ile güç kaynağı arasına bağlanır.
İşte EP'nin elektrik şeması.
X1 ve X2 kontakları cihazı güç kaynağına bağlar. Yük X3, X4 kontaklarına bağlanır. Cihaz, VT1 ... VT3 transistörleri üzerinde yapılmış bir elektronik anahtardır. Elektronik anahtar, R1, R2 dirençleri ve R4 potansiyometresi üzerine monte edilmiş bir akım sensörü tarafından kontrol edilir.
Yük akımı, R4 potansiyometresi tarafından ayarlanan değeri aştığında, transistör VT3'ün verici bağlantısındaki voltaj düşüşü, açılmasına ve bunun sonucunda da verici bağlantısı VT1'in şöntlenmesine yol açar. VT1'in tabanındaki yayıcıya göre voltaj o kadar küçük çıkıyor ki VT1 kilitleniyor ve içinden hiçbir akım geçmiyor. Sonuç olarak, VT1-R5 devresi kesilir ve VT2 tabanındaki voltaj çalışma eşiğinin altına düşer, transistör VT2 kapatılır ve yükün enerjisi kesilir. Kısa devreyi giderdikten sonra. VT3 ile başlayan (veya aşırı yük) işlemler ters sırada gerçekleşir.
Transistör VT3'teki anahtar eşiği R4 potansiyometresi tarafından ayarlanır. Bu, ED'nin çalışacağı izin verilen maksimum akımı belirler.
Güçlü direnç R3, akımı VT2 üzerinden sınırlamaya yarar. Kondansatör C1, kaydırıcı potansiyometrenin dirençli katmanı boyunca kaydığında ortaya çıkan darbe gürültüsünü (mikro kıvılcım) bastırır.
Özellikler:
Çalışma voltajı - 5…30V.
Çalışma akımı ayar aralığı 0,1…3,5A'dır.
Bileşenler:
R3 - 0,5 Ohm, güçlü 10 W, kalan dirençler 0,25 W'tur.
R1 - 470 Ohm.
R2, R6 - 1 kOhm.
R5-110Ohm.
R4 - kesme direnci - 4,7 kOhm.
VT1-VT3 transistörleri BC 547B (KT 3102A)
VT2-transistör KT 805AM, KT 808AM, KT 819GM, 2N3055, termal macun kullanılarak en az 100 m2 alana sahip bir radyatöre monte edilmelidir.
Montajdan sonra elektronik cihazı güç kaynağına bağladım. Yük olarak 3 ohm dirençli güçlü bir tel sargılı direnç kullandım. R4 potansiyometresinin kaydırıcısını minimum dirence ayarlayın ve ED'ye sıfırdan uygulanan voltajı uygulayın. 30 V güç kaynağına bağlı bir voltmetrede yük akımı ve voltajı sıfırdır. R4 kaydırıcısını maksimum dirence ayarlayın. 3.8A akımda ED çalıştı. Tepki akımını arttırmak istediğim için R3 direncinin direncini 0,3 Ohm'a düşürmeye karar verdim. Çalışma akımını 6 A'ya getirmeyi başardık. Artık ayarlamaya çalışmadım çünkü KT805AM transistörü 5A akım için tasarlanmıştır. ED tetiklendikten 15 saniye sonra yeniden etkinleştirme mümkündür.
Güçlü bir alan etkili transistör kullanılarak elektronik bir sigorta da yapılabilir, ancak bir sonraki makalede bu konuda daha fazla bilgi verilecektir.
Layout 6.0 programında baskılı devre kartı
Sigortalar tek kullanımlıktır ve güç dalgalanmaları nedeniyle arızalanırlarsa zorunlu olarak değiştirilmeleri gerekir. Her biri belirli bir akım için tasarlanmıştır, ancak uygun bir elemanın yokluğunda değere en yakın olanı kurulur. Bu tür eylemlerin ekipmanın çalışması üzerinde olumsuz etkisi vardır ve güvenilirliğini azaltır. Bu nedenle modern devreler elektronik sigortalar olan akım sınırlayıcıları kullanır. Bu cihazlar otomatik koruma sağlar ve cihazların performansını önemli ölçüde artırır.
Akım sınırlayıcıların verimliliği
Sigortalar uzun süredir hemen hemen tüm devrelerde kullanılmaktadır. Çoğu zaman başarısız oluyorlardı ve manuel olarak değiştirilmeleri gerekiyordu. Onların yokluğunda uygulama, her bakımdan çok güvenilmez ve tehlikeli olan çeşitli atlama telleri şeklinde ev yapımı cihazların kullanılmasıydı.
Bu en basit elemanların yerini akım sınırlayıcı görevi gören elektronik sigortalar almıştır. Eylemlerine göre iki ana kategoriye ayrılırlar. Birinci grup, kazanın nedenleri ortadan kaldırıldıktan sonra besleme devresini eski haline getirir. İkinci gruptaki cihazların çalışması yalnızca uzmanların katılımıyla gerçekleşir. Ayrıca tehlikeli bir durumun oluştuğunu ses veya ışık kullanarak sinyal veren pasif koruma cihazları da bulunmaktadır.
Radyoelektronik cihazlarda, aşırı akım yüklemelerine karşı koruma, devreye seri olarak bağlanan dirençli veya yarı iletken akım sensörleri kullanılarak gerçekleştirilir. Voltaj standart seviyenin altına düşerse, ekipmanı güç kaynağından ayıran koruyucu bir cihaz devreye girer. Bu koruma yöntemi, korumanın tetiklendiği akımın büyüklüğünü değiştirme olasılığını varsayar.
Yükten geçen sınırlı miktarda sınırlayıcı akım ile iyi ve etkili koruma sağlanır. Devrede kısa devre olsa dahi ayarlanan seviye aşılamaz. Maksimum akımın sınırlandırılması, özel cihazlar - kararlı akım jeneratörleri kullanılarak gerçekleştirilir.
Elektronik sigorta şemaları
Sunulan diyagramlar aşırı akım yüklemelerine karşı en basit otomatik koruyucu önlemleri göstermektedir. Bu cihazların tasarımı, aşılamayacak bir başlangıç akımına sahip cihazlara dayanmaktadır. Gerekli akım değeri belirli bir transistör seçilerek ayarlanır.
Diyagram 1'de maksimum 30-50 mA akım değerini gösteren KP302A markasının bir elemanı kullanılmıştır. Bu değeri arttırmak için birkaç transistörün aynı anda paralel bağlanması gerekir.
Devre 2, minimum akım aktarım oranı 80-100 olan geleneksel bipolar transistörler kullanılarak çalışır. Giriş voltajı yolu direnç R1'de başlar, ardından transistör VT1'den geçerek onu açar. Transistörün doyum modu, voltajın çoğunun çıkışa akmasına neden olur. Akım eşik değerini aşmazsa bu durumda transistör VT2 kapalı kalır ve HL1 LED'i yanmaz. Devre 2'de direnç R3 bir akım sensörüdür.
Gerilim düşmesi durumunda transistör VT1 kapanacak ve böylece yükten geçen akım akışı sınırlanacaktır. Aksine, VT2 elemanı açık olacak ve aynı anda LED de yanacaktır. Diyagram 2'de gösterilen elemanların değerleri, 0,7 volt voltaj, 3,6 ohm direnç ve 0,2 - 0,23 amper akım ile kısa devre akımına karşılık gelir.
Diyagram 3'te elektronik sigorta, anahtar olarak yüksek güçlü alan etkili transistör VT1'i kullanıyor. Koruma, dirençli elemanların oranına bağlı bir akımda çalışır. Alan etkili transistöre seri bağlanan akım sensörünün direnç değeri önemli bir rol oynar. Koruma tetiklendikten sonra SA1 düğmesine basılarak yük yeniden bağlanır.
Akım sınırlayıcılar - stabilizatörler
Stabilizatörler en etkili akım sınırlayıcılardan biri olarak kabul edilir. Örneğin, şema 1'deki cihazı kullanarak çıkışta 0 ila 17 volt arasında ayarlanabilen sabit bir voltaj elde etmek mümkündür.
Kısa devrelere ve aşırı akıma karşı koruma sağlamak için tristör VS1 ve direnç R2 üzerinde bir akım sensörü şeklinde özel elemanlar kullanılır. Yükteki akım arttığında, VT1 kontrol devresinin eşzamanlı şöntlenmesiyle tristör açılır. Bundan sonra çıkış voltajı değeri sıfır olur. Korumanın tetiklenmesi LED'in yanmasıyla onaylanır.
Arıza giderildikten sonra SB1 butonuna basılarak stabilizatör yeniden başlatılır ve ardından tristör kilidi açılır. Koruma ve sesli aşırı yük göstergeleri ile donatılmış akım sınırlayıcılar bulunmaktadır. Ses frekansı üretecini kontrol etmek için transistördeki özel bir anahtar kullanılır.
Sigortaların elektronik devreleri korumak için kullanıldığında ana dezavantajı ataletleridir; devrenin bazı elemanlarının arızalanması için zamanın olduğu uzun tepki süresi. Elektronik sigortaların kullanımı ile cihazın otomatik olarak korunmasını sağlayabilir ve aynı zamanda performansını arttırabilirsiniz. Bu cihazlar iki gruba ayrılabilir:
Kazanın nedenleri ortadan kaldırıldıktan sonra güç devresinin kendi kendine iyileşmesi ile;
Yeniden başlatma ile (özel düğme, yeniden başlatma vb.).
Pasif koruma cihazları da vardır: acil durum modunda, yükü kesmeden yalnızca ışık veya ses sinyali ile tehlikeli bir durumun varlığını gösterirler Radyo-elektronik cihazları aşırı akım yüklerinden korumak için dirençli veya yarı iletken akım sensörleri genellikle kullanılır , yük devresine seri olarak bağlanır. Akım sensöründeki voltaj düşüşü önceden belirlenmiş bir seviyeyi aştığında, yükü güç kaynağından ayıran koruyucu bir cihaz tetiklenir. Bu koruma yönteminin avantajı, koruma çalışma akımının büyüklüğünün kolaylıkla değiştirilebilmesidir. Yükü korumanın bir başka yöntemi de akım sınırını sınırlamaktır. Yük devresinde kısa devre olsa bile akım belirlenen seviyeyi aşamaz ve yüke zarar veremez. Maksimum yük akımını sınırlamak için kararlı akım jeneratörleri kullanılır. En basit akım sınırlayıcının devresi Şekil 1'de gösterilmektedir.
Aslında bu, alan etkili transistördeki bir akım dengeleyicidir. Böyle bir sınırlayıcı kullanıldığında yük akımı, alan etkili transistörün başlangıçtaki boşaltma akımını aşamaz. Bu akımın büyüklüğü transistör tipi seçilerek ayarlanabilir. Diyagramda gösterilen KP302V transistörü için yükten geçen maksimum akım 30...50 mA'yı aşmayacaktır. Bu akımın değeri birkaç transistörün paralel bağlanmasıyla artırılabilir. Yük akımı sınırlayıcı (Şekil 2), akım aktarım katsayısı en az 80...100 olan iki kutuplu transistörler kullanır.
Direnç R1 üzerinden giriş voltajı, transistör VT1'in tabanına gider ve onu açar. Transistör doyum modunda çalışır, dolayısıyla giriş voltajının çoğu çıkışa gider. Akım eşikten düşük olduğunda transistör VT2 kapanır ve HL1 LED'i yanmaz. Direnç R3 bir akım sensörü görevi görür. Üzerindeki voltaj düşüşü VT2'nin açılma eşiğini aştığı anda açılacak, LED HL1 açılacak ve transistör VT1 tam tersine "kapanacak" ve yükten geçen akım sınırlanacaktır. Başka bir akım sınırlayıcının devresi Şekil 3'te gösterilmektedir.
Normal modda, temel akımın R1 direnci üzerinden akışı nedeniyle transistör VT2 açıktır. Akım arttıkça, VT2'nin toplayıcı ve vericisi arasındaki voltaj artar ve yaklaşık 0,6 V olduğunda, transistör VT1 açılır ve VT2'nin baz-emitör devresini atlayarak kapanmasına neden olur. Yükte bir kısa devre meydana gelirse, kısa devre akımı devre boyunca akar: güç kaynağının “+” - kısa devre yükü Rн - direnç R2 - baz-yayıcı bağlantı VT1 - kaynak. VT2 kapalı olduğundan kısa devre akımı R2 direnci tarafından sınırlanır. Kısa devreyi ortadan kaldırdıktan sonra sınırlayıcı bağımsız olarak açılmaz. Bunu yapmak için, yükü kısa bir süreliğine kesip yeniden bağlamanız gerekir (VT1'in taban ve verici terminallerini birbirine kısa devre yapın). Bu durumda VT1 kapanacak ve VT2 açılacak ve yüke voltaj sağlanacaktır. İncirde. Şekil 3b, tüketicileri düşük voltaj devrelerinde aşırı voltajdan korumaya yönelik bir diyagramı göstermektedir.
Giriş voltajı nominal voltajın üzerine çıktığında, zener diyot VD2 kırılır, transistör VT1 açılır, VT2 kapanır ve yük aşırı voltajdan korunur. Güç kaynaklarını korumaya yönelik bir cihaz olarak, kaynak ile yük arasına bağlanan elektronik bir sigortayı (Şek. 4) kullanabilirsiniz.
Yük akımı ayarlanan çalışma akımından düşük olduğunda, transistör VT2 açıktır ve üzerindeki voltaj düşüşü minimumdur. Yük akımı arttıkça VT2'deki voltaj düşüşü artar ve dolayısıyla R4 üzerinden VT1'in tabanına sağlanan voltaj artar ve VT1 açılır. R4 direnci üzerinden pozitif geri beslemenin varlığı nedeniyle süreç çığ gibi gerçekleşir. Sonuç olarak VT1, VT2'yi atlar, ikincisi yükü kapatır ve enerjisini keser. Aynı zamanda VD1 LED'i yanarak aşırı yük sinyali verir. Diyagramda gösterilen direnç değerleri 9 V'luk bir gerilime ve 1 A'lık bir çalışma akımına karşılık gelir. Sigortanın parametrelerini değiştirmek gerekirse, R3 ve R4 dirençlerini yeniden hesaplamak gerekir. Elektronik sigorta (Şekil 5), VT3-VT4 transistörleri üzerinde güçlü bir anahtarlama elemanından, bir akım ölçüm direnci R2'den, dinistör VT1-VT2'nin bir transistör analogundan ve bir şönt transistör VT5'ten oluşur.
Güç açıldığında, direnç R1 ve verici bağlantı noktası VT4 üzerinden akan akım, kompozit transistör VT4-VT3'ü açar. Kalan transistörler kapalı kalır. Yük, nominal gerilimle beslenir. Aşırı yük meydana geldiğinde, R2 üzerindeki voltaj düşüşü dinistör analogunu açmaya yeterli hale gelir. Bunu takiben transistör VT5 açılır ve verici bağlantısı VT4'ü atlar. Sonuç olarak, VT3 ve VT4 transistörleri kapanarak yükü güç kaynağından ayırır. Yük akımı keskin bir şekilde azalır, ancak dinistör analogu açık kalır. Sigorta süresiz olarak bu durumda kalabilir. Yük üzerinden R1 direnci tarafından belirlenen bir artık akım akar, yani. nominalden onlarca kat daha az. Kapalı transistör VT3'teki voltaj düşüşü HL1 "Alarm" LED'ini yakar. Aşırı yükü ortadan kaldırdıktan sonra cihazın nominal modda çalışmaya devam etmesi için güç kaynağını kısa süreliğine kapatmanız veya yükün bağlantısını kesmeniz gerekir. Sigorta, çizimi Şekil 6'da gösterilen baskılı devre kartı üzerine monte edilmiştir.
Diyagramda gösterilen bileşen değerleri ile sigorta aşağıdaki özelliklere sahiptir:
Nominal besleme voltajı - 12V;
Nominal yük akımı - 1 A;
Çalışma akımı - 1,2 A;
Artık yük voltajı - 1,2 V;
Sigorta üzerindeki voltaj düşüşü 0,75 V'tur.
Elektronik sigorta (Şekil 7), negatif güç kablosuna bağlı güçlü bir transistör VT2, alan etkili transistörlerde iki akım dengeleyici (VT1'de ayarlanabilir ve VT3'te düzenlenmemiş) ve bir eşik elemanı - tristör VS1 içerir.
Tristöre giden kontrol voltajı, çok düşük dirençli (0,1 Ohm) R1 direnci tarafından oynatılan akım sensöründen R2 direnci aracılığıyla sağlanır. Bu tip tristör, kontrol elektrotundaki voltaj (katota göre) 0,5...0,6 V olduğunda açılır. Başlangıç durumunda, yaklaşık 8...15 mA'lık bir akım, stabil kalan transistör VT3'ten akar. Güç kaynağının çıkış voltajı değiştiğinde. Bu akım, cihazın çalışmasını bildiren HL2 LED'i üzerinden transistör VT2'nin temel devresine akar. VT2'nin statik akım aktarım katsayısı birkaç bin olduğundan açılır ve yüke birkaç amperlik bir akım geçirebilir. Bu durumda transistör üzerindeki voltaj düşüşü 1 V'u aşmaz. Yük akımı, tristörün açılma voltajı olan R1 direnci üzerinde bir voltaj düşüşü yaratır. Ek olarak, transistör VT1'den akan akım (değişken direnç R3 ile değiştirilebilir), direnç R2 üzerinde bir voltaj düşüşü yaratır ve bu aynı zamanda VS1 için bir voltaj düşüşü görevi de görür. Bu gerilimlerin toplamı belli bir değere ulaştığında tristör açılır. UTZ akımı tristör ve LED HL1 üzerinden akar. LED HL2'deki voltaj azalır, söner ve transistör VT2 kapanır ve yükün güç kaynağıyla bağlantısı kesilir. HL1'in yanması bir kazaya işaret eder. Sigortanın açacağı yük akımı, birkaç on miliamperden 5 A'ya kadar değişen R3 değişken direnci ile ayarlanabilir. Yükteki arıza giderildikten sonra sigorta, kontaklar kapatıldığında SB1 düğmesiyle sıfırlanır. , tristörün enerjisini keser, kapanır ve VT2 açılır ve akım yüke akar Cihaz sabit dirençler - MLT, S2-33, değişken dirençler - SPO, SP, SP4 kullanabilir. Direnç R1, bir parça yüksek dirençli telden yapılmıştır. LED'ler - düşük güçlü olanlar (AL307, AL341). HL1 kırmızıyı, HL2 - yeşili almak daha iyidir. Alan etkili transistörler - 10...15 mA başlangıç drenaj akımına ve güç kaynağının çıkış voltajından daha az olmayan izin verilen maksimum voltaja sahip KP303 veya benzeri. Transistör VT2-KT829, KT827. Yük akımı 1 A'dan fazla olduğunda transistörün radyatöre takılması gerekir. Tristör -2U107. Cihazın kurulumu, pozitif drenaj güç kaynağından bağlantısı kesilmiş VT1 ile R1 direncini seçerek maksimum çalışma akımını ayarlamaya gelir. Minimum çalışma akımı, farklı bir değerdeki R3 direnci bağlanarak seçilir. Bu durumda sabit bir direnci seri veya paralel olarak bağlamak mümkündür. Sigorta attığında, transistör VT2'den hala bir artık akım akıyorsa (transistör kapanmazsa), daha yüksek bir çalışma voltajına sahip HL2 LED'in kullanılması veya KD102B, KD103B, KD105B, KD522B diyotunun seri olarak bağlanması önerilir. BT. Güç kaynağında bir voltaj dengeleyici varsa, sigorta ünitenin çıkışına değil, önüne bağlanmalıdır.Dahili korumaya sahip bir voltaj dengeleyici (Şekil 8), bir çıkış voltajı elde etmenizi sağlar 0 ila 17 V arasında ayarlanabilir.
Dengeleyiciyi yükteki aşırı akımdan korumak için, R2 direncinde akım sensörlü tristör VS1 kullanılır. Yük akımı arttıkça, tristör açılır ve transistör VT1'in kontrol devresini atlar, bunun sonucunda çıkış voltajı sıfıra düşer. HL1 LED'i korumanın tetiklendiğini gösterir. Aşırı yüklenmenin nedenlerini ortadan kaldırdıktan sonra dengeleyiciyi yeniden başlatmak için SB1 düğmesine basın ve tristörü kapatın. R2 direncinin R değerine bağlı olarak koruma akımı 20 mA ile 1...2 A arasında ayarlanabilir. Örneğin, R2 = 36 Ohm ile çalışma akımı 30 mA, R2 = 4 Ohm ile - 0,5 A Transistör VT1 olarak KT815, KT801, KT807, vb., VT2 - P702, KT802...KT805 (radyatörlü) kullanabilirsiniz. Şekil 9'da bir elektronik sigorta ve aynı zamanda bir voltaj dengeleyici gösterilmektedir.
Geleneksel devreye göre VT1 ve VT2 transistörlerine bir voltaj dengeleyici monte edilir, ancak VD1 zener diyotuna paralel olarak, Rx direnci üzerindeki bir akım sensörüyle VT3...VT5 transistörlerine bir röle kademesi bağlanır. Yük akımı arttığında bu kademe tetiklenir ve zener diyotu şönt eder. Dengeleyicinin çıkışındaki voltaj önemsiz bir değere düşer. Koruma devresinin kilidini açmak için SB1 düğmesine kısaca basmanız yeterlidir. Stabilizasyon katsayısını arttırmak için Zener diyot VD1 yerine entegre voltaj dengeleyiciyi (üç terminal) açabilirsiniz. Elektronik sigortalar, güçlü bir alan etkili transistörün anahtar olarak kullanılmasıyla yapılabilir (Şekil 10).
Koruma çalışma akımı, dirençli elemanların oranı ile belirlenir ve her şeyden önce, alan etkili transistör VT1 ile seri olarak bağlanan akım sensörünün Rs direnç değerine bağlıdır. IRL serisinin alan etkili transistörünü temel alan bir cihazın devre şeması Şekil 11'de gösterilmektedir.
Sigorta, güç kaynağı (anahtar) ile yük arasına bağlanır. 5 ila 20 V arasındaki voltajlarda ve 40 A'ya kadar yük akımlarında çalışır. Alan etkili transistör VT1 aynı anda elektronik anahtar ve akım sensörü olarak işlev görür. DA1 yongası üzerine bir voltaj karşılaştırıcısı ve DA2 yongası üzerine bir referans voltaj kaynağı (2,5 V) yerleştirilmiştir. Cihazı başlatmak için SB1 düğmesini kullanın, kısa süre kapatıldığında VD2 diyotu ve R4 direnci üzerinden besleme voltajı transistörün kapısına verilir, açılır ve yükü güç kaynağına bağlar. Op-amp'in çıkış voltajı, girişlerindeki voltajların oranına bağlıdır. Yük akımı sigorta tetikleme akımından düşükse, evirici olmayan girişteki voltaj evirici girişten daha yüksektir, bu nedenle op-amp çıkışında besleme voltajından yaklaşık 1,5 V daha düşük bir voltaj vardır. Transistör VT1 açık kalır, op-amp'in evirmeyen girişinde R2-R1 dirençli bölücüden sabit bir voltaj vardır. Kullanılan transistörün ana parametreleri şunlardır: kanal direnci - 0,027 Ohm, maksimum drenaj akımı - 41 A, maksimum drenaj kaynağı voltajı - 55 V ve maksimum güç dağıtımı - 110 W. Açık bir transistörün kanal direnci, terminallerindeki voltaja ve kasanın sıcaklığına bağlıdır. Besleme voltajı 5...6 V'un üzerinde olduğunda %20...30 arasında değişir ve bu tür cihazlar için oldukça kabul edilebilir bir değerdir. Artan akım tüketimi ile transistör VT1'deki voltaj düşüşü artar. R1 direnci üzerindeki voltajı aştığında, op-amp çıkışındaki voltaj azalacak, transistör kapanmaya başlayacak ve üzerindeki voltaj artacak, bu da op-amp voltajının daha da düşmesine yol açacaktır. çıkış ve transistör kapanacaktır. Sonuç olarak yük akımı belirli bir değere ulaştığında cihaz aniden transistörü kapatır ve yükün enerjisini keser. HL1 LED'i cihazın kapalı olduğunu gösterir. Bu durumda sigortanın tükettiği akım (LED'den geçen akımı hesaba katmadan) birkaç miliampere eşittir.Yükü açmak için SB1 düğmesine tekrar kısa süre basmanız gerekir.Sigorta çalışma akımı, kesme direnci ile ayarlanır. R1.Besleme voltajı sabitse, DA2 mikro devresi ve R3 direnci, ikincisi bir tel atlama teli ile değiştirilerek ortadan kaldırılabilir.Düşük çalışma akımında (1 ... 1,5 A'dan az) yükün kararlı bir şekilde kesilmesi için, direnç transistör VT1'in boşaltma devresine (A noktasındaki açık devrede) yaklaşık 0,1 Ohm dirençli bir direnç dahil edilerek akım sensörü artırılmalıdır. Cihaz, tek besleme koşulları altında her iki girişte de sıfır voltajda çalışabilen herhangi bir op-amp'i (DA1) kullanabilir. Özellikle, LM358 mikro devresinin yerli analogları uygundur - DIP-8 paketinde KR1040UD1A, K1464UD1R ve SO-8 paketinde K1464UD1T. DA2 - TL431 serisinden herhangi bir çip. Düzeltici direnci - SPZ-19a, SPZ-28 veya ithal edilen benzerleri. Sabit dirençler - MLT, S2-33, R1-4, R1-12. Kondansatör C1 - K10-17V. SB1 Düğmesi - kendi kendine dönüş özelliğine sahip herhangi bir küçük boyutlu düğme. Yüzeye monte parçalar kullanıldığında: DA1 - LM358AM, DA2 - TL431CD (Şekil 12a), dirençler P1-12 vb., cihaz, 20x25 mm boyutlarında tek taraflı folyo fiberglastan yapılmış baskılı devre kartı üzerine yerleştirilir ( Şekil 12.b).
Cihazın kurulumu, kesme direnci R1'i kullanarak çalışma akımını ayarlamaya gelir (Şek. 11). Bu akımın değişim aralığı R2 direnci seçilerek ayarlanabilir.Kısa süreli aşırı akıma (çıkış kısa devresi) dayanabilen güç kaynaklarında pasif koruma cihazları kullanılır. Acil durum modunda yükü kendi başlarına kapatmadan ışıklı veya sesli alarm ile bildirirler Şekil 13 LED göstergenin (VD2) şemasını göstermektedir.
Dengeleyici aşırı yüklendiğinde, üzerindeki voltaj düşüşü keskin bir şekilde artar. Zener diyot VD1'in arıza voltajına ulaşıldığında açılır ve VD2 LED'i yanar. Stabilizasyon voltajı VD1, stabilizatörün minimum giriş voltajından düşük ve çalışma modunda stabilizatör boyunca maksimum voltaj düşüşünden büyük olmalıdır. Direnç R1, LED'den geçen akımı izin verilen maksimum seviyeye sınırlar. Minyatür akkor ampul üzerindeki aşırı yük alarmının devresi Şekil 14'te gösterilmektedir.
Yük akımı izin verilen maksimum değeri aşmazsa, stabilizatördeki voltaj düşüşü küçüktür, bu nedenle transistör VT1 kapalıdır ve HL1 ışığı yanmaz. Yük arttıkça üzerindeki voltaj düşüşü artar, transistör açılır ve ışık yanarak aşırı yük sinyali verir. Ampul HL1, zener diyot VD1 ve transistör VT1'in izin verilen akımına göre seçilir. Aşırı akım tüketimine ilişkin sesli alarm Şekil 15'te gösterilmektedir.
Diyot doğrultucu VD1...VD4, sekonder sargısı voltaj dengeleyicinin çalışması için gereken voltaj ve akım için tasarlanmış bir transformatör tarafından çalıştırılır. Sinyal cihazı, kendisine bağlı bir akustik yayıcıya (dinamik kafa) BA1 sahip bir ses frekans jeneratörü HA1'dir. Jeneratörün çalışması, transistör VT1 üzerindeki bir anahtarla kontrol edilir. Stabilizatör çalıştığında, yük akımı R1 akım sensöründen geçerek bunun üzerinde bir voltaj düşüşü yaratır. Akım küçük olsa da (diyagramda gösterilen R1 direnciyle - 0,3 A'dan az), transistör VT1 kapalıdır. Akım arttıkça direnç üzerindeki voltaj da artar. 0,7 V'a ulaştığında VT1 açılır ve alarm cihazına doğrultulmuş voltaj verilir. AC elektronik ekipman koruma devreleri genellikle daha karmaşıktır ve daha az yaygındır. Bunun nedeni, yarı iletken cihazların ağ seviyesindeki artan voltajlarda çalışmasının güvenilirliğinin daha az olmasıdır, çünkü örneğin geçici işlemler sırasında ağ voltajındaki kazara bir dalgalanma, geçişin bile geçişini kolayca kırabilir. en yüksek voltajlı yarı iletken cihaz. Yarı iletken bir sigorta (Şekil 16), bağlı elektronik devreyi (Rн) aşırı akımdan koruma kapasitesine sahiptir.
Sigorta ayrıca DC devrelerinde ve transistörlü amplifikatörlerin çıkış aşamalarını korumak için de kullanılabilir. Kapalı durumda artık akımı azaltmak için devrede R3 pozistörü kullanılır. Yük akımı izin verilenden düşük olduğunda, transistör VT1 kilitlenir ve VT2 açık ve doyma durumundadır. Transistör VT2'deki voltaj düşüşü küçüktür ve ağ voltajının neredeyse tamamı Rн'ye düşer. Yükten geçen akım sınırlı değildir. Aşırı yüklendiğinde, VT2'deki voltaj gözle görülür şekilde artar, bu da transistör VT1'in açılmasına ve kolektör akımının artmasına neden olur. Bu durumda transistör VT2 kapanır ve sigortadan geçen akım azalır. Pozistör R3'e önemli ölçüde daha yüksek bir voltaj uygulanır ve bu da onun ısınmasına neden olur. Pozistörün direnci keskin bir şekilde artar, VT2 daha da kapanır ve sigortadan geçen artık akım önemli ölçüde azalır Kondansatör C2, cihazın kısa süreli darbe aşırı yüklerine karşı hassasiyetini azaltır. VD5 ve VD6 diyotları, cihaz alternatif akımda çalışırken transistör VT2'yi büyük akım darbelerinden korur. Alternatif akım stabilizatörü-sınırlayıcı devresi Şekil 17'de gösterilmektedir.
Yük akımı, R2 potansiyometresi ile birkaç miliamperden 8 A'ya kadar sorunsuz bir şekilde ayarlanabilir. Gerekirse maksimum yük akımı, radyatöre VT1 transistörü takılarak, bir fanla donatılarak ve alan sayısı artırılarak önemli ölçüde artırılabilir. -etkili transistörler paralel bağlanır. Şebeke yükü akım sınırlayıcısı Şekil 18'de gösterilmektedir.
Güç özellikleri yalnızca kullanılan alan etkili transistörün tipine göre belirlenir. Devrenin temeli VT2, VT3, R3 ve R4'teki akım kaynağıdır. Direnç R3, alan etkili transistör VT3'ün açılmasını sağlar, R4 ise akım ayarlıdır. Üzerindeki voltaj düşüşü 0,55 V'u aştığında, transistör VT2 açılır ve alan etkili transistörün kapısını atlayarak ikincisini kapanmaya zorlar. Alan etkili bir transistörün güç kontrol elemanı olarak kullanılması, direnç R3'ün direncinin 1 MOhm'a çıkarılmasını mümkün kıldı. Bu, kontrol akımını (en fazla 0,4 mA) ve buna bağlı olarak direnç R3'teki güç kaybını (en fazla 0,16 W) azalttı. Alan etkili transistördeki akım dengeleyicinin önemli bir dezavantajı vardır: açık transistörde artan voltaj düşüşü. Bunun nedeni alan etkili transistörün yüksek eşik voltajıdır. Genellikle 2...4 V arasındadır. Bu voltaja, akım ayar direnci boyunca bir düşüş eklenir - 0,5 V. Sonuç olarak, sınır seviyesinin altındaki akımlarda, sınırlayıcı devrede yaklaşık 6 V düşer. transistörde 1 A sabit akım, bir radyatörün kullanılmasını gerektiren 6 W'a kadar güç serbest bırakılır. Yük direnci önemli ölçüde azalırsa, içinden geçen akım belirli bir güvenli seviyeyle sınırlı olacak ve voltaj, besleme voltajından önemli ölçüde düşük olacaktır. Sonuç olarak, transistör VT3'teki voltaj düşüşü ve üzerinde açığa çıkan güç artacaktır. Sınırda (yükte kısa devre olduğunda) 300 W'tan fazla olacaktır ki bu kabul edilemez. Bu nedenle devreye VT1, VD1, R1, R2, C1 elemanları üzerinde bir düğüm eklenerek akım kaynağı sigortaya dönüştürüldü. Tepki seviyesi, R1-R2 bölücüsü ve zener diyot VD1'in stabilizasyon voltajı (yaklaşık 25 V) tarafından belirlenir. Zener diyot, transistör VT3 için anahtar anahtarlama modunu sağlar ve kapasitör C1, bir yanıt süresi gecikmesi sağlayarak devreyi, güç açıldığında veya güç verilen cihazdan gelen parazite ve akım dalgalanmalarına karşı duyarsız hale getirir. Sigortanın tepki süresi kapasitörün kapasitansına bağlıdır. Devredeki voltaj 25 V'u geçmediği sürece akım kaynağı olarak çalışır. Daha sonra transistör VT1 açılır ve alan etkili transistörün kapısını atlar. Sonuç olarak kapanır ve yükün enerjisi kesilir. Yük akımı R1, R3 dirençleri ve VT3 kaçak akımı ile sınırlıdır ve en kötü durumda 1 mA'yı aşmaz. Devre istenildiği kadar bu durumda kalabilir. Devrenin kendisi 0,4 W'tan fazla olmayan gücü dağıtır. Şekil 19'da gösterilen cihaz, devredeki akımın izin verilen değeri aşması durumunda enerji tüketicilerinin ağdan hızlı bir şekilde bağlantısını kesmek için tasarlanmıştır.
Sigortalar ve elektromekanik sigortalarla karşılaştırıldığında elektronik sigortalar önemli ölçüde daha yüksek çalışma hızına sahiptir. Ek olarak, bu cihaz 0,1...10 A aralığındaki herhangi bir akımda çalışacak şekilde kolay ve doğru bir şekilde yapılandırılabilir. Koruma cihazına, R7...R9, SZ elemanlarını kullanan transformatörsüz bir devre kullanılarak doğrudan ağdan güç sağlanır. C4, VD3.. .VD5. Yük değişimi elektronik bir anahtar - triyak VS1 tarafından gerçekleştirilir. Açmak için, T2 transformatörü aracılığıyla kontrol elektroduna kısa darbeler gönderilir. Bu darbeler, tek bağlantılı bir transistör VT1 üzerindeki bir otomatik osilatör tarafından üretilir. Triyakın açılması için kontrol elektrodundan 100 mA'ya kadar bir akım geçmesi gerekir. Bu akım darbe modunda sağlanır. Kondansatör C2, direnç R2 aracılığıyla güç kaynağından şarj edilir. Üzerindeki voltaj, transistör VT1'in açılma eşiğine ulaşır ulaşmaz, kapasitör C2, devre yayıcı-taban geçişi 1 VT1 - sargı 1 T2 yoluyla boşaltılır. Bu işlem R2 ve C2 değerlerine göre belirlenen frekansta (yaklaşık 1,5...2 kHz) tekrarlanır. Kendi kendine osilatörün darbe tekrarlama hızı ağdakinden (50 Hz) çok daha yüksek olduğundan, triyak neredeyse şebeke voltajının her yarım döngüsünün başlangıcında açılır. Yük devresindeki akım sensörü akım trafosu T1'dir. Yük akımı aktığında R n ayrıca birincil sargı T1'den geçer. İkincil sargıda (3-4), yük akımıyla orantılı olarak artan bir voltaj salınır. Bu voltaj VD1 diyot köprüsü tarafından düzeltilir ve R5 direnci aracılığıyla VS2 tristörün kontrol elektroduna beslenir. Bu voltaj VS2'nin çalışma eşiğine ulaşırsa açılır ve C2'yi VD2 diyotu üzerinden kısa devre yapar, böylece kendi kendine osilatör çalışmayı durdurur. VS1'i yönlendiren darbeler kaybolduğunda yük kapatılır. Aynı zamanda HL1 göstergesi yanar. Devrenin tepkisinin hassasiyeti, R3 direnci kullanılarak sorunsuz bir şekilde ayarlanabilir. Kondansatör C1, ağdaki kısa süreli girişim sırasında korumanın tetiklenmesini önler Devre uzun süre kapalı durumda kalabilir ve orijinal durumuna döndürmek için SB1 düğmesine basmanız gerekir. Ve gerekirse SB2 butonunu kullanarak yük manuel olarak kapatılabilir. Akım trafosu T1 ev yapımıdır. Sarma için eski ev telefonlarında kullanılan herhangi bir transformatörün çerçevesini ve manyetik devresini kullanmak uygundur. W5x5 standart boyutunda demir veya ferrit M2000NM'den yapılmış manyetik bir çekirdek uygundur. Sargı 3-4, Ø 0,08 mm PEL telinden yapılmıştır ve 3000...3400 dönüş içerir. Son sarım PEL-2 tel Ø 0,82...1,0 mm - 30...46 tur ile 1-2 sarılır. Darbe transformatörü T2. M2000HM manyetik geçirgenliğe sahip ferritten yapılmış B14 boyutunda zırhlı bir manyetik çekirdek içinde yapılmıştır. Çekirdeğin merkezinde, çalışma sırasında mıknatıslanmasını önleyecek 0,1...0,2 mm'lik bir boşluk sağlanması gerekir. Sargı 1, 80 tur, 2 - 40 tur PELSHO teli Ø 0,1...0,12 mm içerir. Devre, sırasıyla en az 63 V ve 400 V çalışma voltajı için 25 V, C2 ve C4 - K73-17 için C1 ve SZ tipi K50-35 kapasitörlerini kullanır, kesme direnci R3 SPZ-19a tipidir, geri kalan dirençler her türlü. SB1, SB2 ve LED HL1 düğmeleri her türlü minyatür için uygundur. Devrenin kurulumu, transistör VT1 üzerindeki kendi osilatörün çalışmasının kontrol edilmesiyle başlar. Bunu yapmak için, ağdan güç sağlamak değil, 15...20 V'luk harici bir DC voltaj kaynağı kullanmak ve onu a ve b noktalarına bağlamak uygundur. Otojeneratör çalışırken, şekli Şekil 20'de gösterilen C2 kapasitöründe bir voltaj bulunmalıdır.
Böyle bir darbe yoksa, R2 direncini seçmek gerekebilir. SB2 butonuna basıldığında tristör VS2'nin çalışması tespit edilmelidir. Düğme bırakıldıktan sonra HL1 LED'i yanmıyorsa, VS2'yi açık tutmak için gereken akımı artırmak için R4'ün direncini azaltın. XS1 soketlerine bir lamba ve bir kadranlı voltmetre bağlayarak cihazın çalışmasını bir bütün olarak kontrol edebilirsiniz. Öncelikle VS1 triyakının tamamen açıldığından emin olmanız gerekir (lamba üzerindeki voltajı ölçerek). Durum böyle değilse, T2 transformatörünün herhangi bir sargısının terminallerini değiştirmeniz gerekir. Elektronik sigorta devresi, akım transformatörü T1'in çıkarılması ve sargısı 1-2'nin 0,2...0,3 Ohm dirençli bir direnç ve bir diyotla değiştirilmesiyle basitleştirilebilir. Bu direncin direnci gerekli koruma akımına ayarlanır. Ancak bu durumda koruma devresi şebeke voltajının bir yarım dalgası üzerinde çalışacak ve bu da yük kapatıldığında performansını düşürecektir.Devreyi kullanırken bazı tüketicilerin örneğin lambalar, anahtarlamalı güç kaynakları, elektrik motorları vb. açılma anında bir ani akım üretir. Bu durumda korumanın tetiklenmesi için eşik değerinin yükseltilmesi veya daha iyisi bu atışı azaltacak önlemlerin alınması gerekir.
Radiomir No.3,4,5 2012
