Bir koruma devresi uygulamak zor değildir, özellikle de tüm cihazlarınızı kısa devrelerden ve aşırı yüklerden korumak için çok önemli olduğundan. Cihazda herhangi bir nedenle kısa devre meydana gelirse bu durum onarılamaz sonuçlara yol açabilir. Sizi gereksiz maliyetlerden ve cihazı tükenmişlikten korumak için aşağıdaki şemaya göre küçük bir değişiklik yapmanız yeterlidir.
Tüm devrenin tamamlayıcı bir çift transistör üzerine kurulduğunu unutmamak önemlidir. Anlamak için cümlenin anlamını çözelim. Aynı parametrelere sahip ancak p-n bağlantılarının farklı yönlerine sahip transistörlere tamamlayıcı çift denir.
Onlar. voltaj, akım, güç ve diğer transistörlerin tüm parametreleri kesinlikle aynıdır. Fark yalnızca transistör p-n-p veya n-p-n tipinde ortaya çıkar. Satın alma işleminizi kolaylaştırmak için tamamlayıcı çift örnekleri de sunacağız. Rus terminolojisinden: KT361/KT315, KT3107/KT3102, KT814/KT815, KT816/KT817, KT818/KT819. BD139/BD140 ithal olanlar için mükemmeldir. Röle en az 12 V, 10-20 A çalışma voltajına göre seçilmelidir.
Çalışma prensibi:
Belirli bir eşik aşıldığında (eşik, deneysel olarak değişken bir direnç tarafından ayarlanır), tamamlayıcı transistör çiftinin anahtarları kapatılır. Cihaz çıkışındaki voltaj kaybolur ve LED yanarak cihazın koruma sisteminin devreye girdiğini gösterir.
Transistör arasındaki düğme, korumayı sıfırlamanıza olanak tanır (sabit durumda kapalıdır, yani açılmaya çalışır). Korumayı başka bir şekilde sıfırlayabilirsiniz; üniteyi kapatıp açmanız yeterlidir. Koruma, güç kaynakları veya pil şarjlarıyla ilgilidir.
Güç kaynaklarını veya şarj cihazlarını korumak için aşağıda sunulan amatör radyo devreleri, şebeke, darbe ve şarj edilebilir piller gibi hemen hemen her kaynakla birlikte çalışabilir. Bu tasarımların devre uygulaması nispeten basittir ve acemi bir radyo amatörü tarafından bile tekrarlanabilir.
Güç kısmı güçlü bir alan etkili transistörden yapılmıştır. Çalışma sırasında aşırı ısınmaz, bu nedenle soğutucu kullanılmasına gerek yoktur. Cihaz aynı zamanda çıkış devresinde aşırı gerilim, aşırı yük ve kısa devreye karşı mükemmel koruma sağlar, çalışma akımı bir şönt direnç seçilerek seçilebilir, bizim durumumuzda 8 Amper, gücünde 6 paralel bağlı direnç vardır. 5 watt 0,1 Ohm kullanılmaktadır. 1-3 watt gücündeki bir dirençten de şant yapılabilir.
Koruma, kesme direncinin direncini ayarlayarak daha doğru bir şekilde ayarlanabilir. Çıkışta kısa devre ve aşırı yük olması durumunda, koruma hemen devreye girerek güç kaynağını kapatacaktır. LED, korumanın tetiklendiğini gösterecektir. Çıkış 30-40 saniye kapalı kalsa bile saha çalışanı neredeyse soğuk kalıyor. Türü kritik değildir, 15-20 Amper akıma ve 20-60 Volt çalışma voltajına sahip hemen hemen tüm güç anahtarları uygundur. IRFZ24, IRFZ40, IRFZ44, IRFZ46, IRFZ48 veya daha güçlü serilerden transistörler mükemmeldir.
Devrenin bu versiyonu, kurşun akü şarj cihazının koruması olarak otomobil tutkunları için faydalı olacaktır; bağlantının polaritesini aniden tersine çevirirseniz, şarj cihazına kötü bir şey olmayacaktır.
Korumanın hızlı tepki vermesi sayesinde darbeli devreler için mükemmel şekilde kullanılabilir; kısa devre durumunda koruma, anahtarlamalı güç kaynağının güç anahtarlarının yanmasından çok daha hızlı çalışacaktır. Tasarım aynı zamanda akım koruması olarak darbe invertörleri için de uygundur.
MOSFET kısa devre koruması |
Güç kaynaklarınız ve şarj cihazlarınız yükü değiştirmek için alan etkili transistör (MOSFET) kullanıyorsa, bu tür bir devreye kolayca kısa devre veya aşırı yük koruması ekleyebilirsiniz. Bu örnekte, MOSFET'ten akan akımla orantılı bir voltaj düşüşü üreten bir dahili direnç RSD'yi kullanacağız.
Dahili dirençten geçen voltaj, bir karşılaştırıcı veya hatta 0,5 V voltaj seviyesinde anahtarlanan bir transistör kullanılarak tespit edilebilir, yani genellikle aşırı voltaj üreten bir akım algılama direncinin (şönt) kullanımından vazgeçebilirsiniz. Karşılaştırıcı bir mikro denetleyici kullanılarak izlenebilir. Kısa devre veya aşırı yük durumunda PWM kontrolünü, alarmı, acil durdurmayı programlı olarak başlatabilirsiniz. Kısa devre meydana geldiğinde alan etkili transistörü hemen kapatmanız gerekiyorsa, karşılaştırıcının çıkışını alan etkili transistörün kapısına bağlamak da mümkündür.
Kısa devre koruma sistemli güç kaynağı |
Transistörün güç kaynağına bağlantı şeması Şekil 1'de gösterilmiştir ve R1 direncinin çeşitli dirençleri için transistörün akım-gerilim özellikleri Şekil 2'de gösterilmiştir. Koruma bu şekilde çalışır. Direncin direnci sıfırsa (yani kaynak geçide bağlıysa) ve yük yaklaşık 0,25 A akım tüketiyorsa, alan etkili transistördeki voltaj düşüşü 1,5 V'u geçmez ve pratik olarak hepsi Düzeltilmiş voltajın yükü yükün karşısında olacaktır. Yük devresinde kısa devre oluştuğunda, doğrultucudan geçen akım keskin bir şekilde artar ve transistörün yokluğunda birkaç ampere ulaşabilir. Transistör, üzerindeki voltaj düşüşünden bağımsız olarak kısa devre akımını 0,45...0,5 A ile sınırlar. Bu durumda çıkış voltajı sıfır olacak ve alan etkili transistördeki voltajın tamamı düşecektir. Dolayısıyla, kısa devre durumunda, güç kaynağından tüketilen güç bu örnekte iki kattan fazla artmayacaktır; bu çoğu durumda oldukça kabul edilebilir ve güç kaynağı parçalarının "sağlığını" etkilemeyecektir.
Pirinç. 2
R1 direncinin direnci arttırılarak kısa devre akımı azaltılabilir. Kısa devre akımı maksimum yük akımının yaklaşık iki katı olacak şekilde bir direnç seçmek gerekir.
Bu tür koruma özellikle yumuşatıcı RC filtreli güç kaynakları için uygundur - daha sonra filtre direnci yerine alan etkili transistör açılır (böyle bir örnek Şekil 3'te gösterilmiştir).
Kısa devre sırasında, düzeltilen voltajın neredeyse tamamı alan etkili transistörde düştüğünden, ışık veya ses sinyali için kullanılabilir. Örneğin burada ışık alarmını açmak için bir şema bulunmaktadır - Şekil 7. Yükte her şey yolunda olduğunda yeşil HL2 LED'i yanar. Bu durumda transistör üzerindeki voltaj düşüşü HL1 LED'ini yakmaya yeterli değildir. Ancak yükte kısa devre oluştuğu anda HL2 LED'i söner, ancak kırmızı HL1 yanıp söner.
Pirinç. 3
Direnç R2, yukarıda yapılan önerilere göre istenen kısa devre akımı sınırlamasına bağlı olarak seçilir.
Sesli alarmın bağlantı şeması Şekil 1'de gösterilmektedir. 4. Transistörün drenajı ve kaynağı arasına veya HL1 LED'i gibi drenaj ve geçit arasına bağlanabilir.
Sinyal cihazında yeterli voltaj göründüğünde, tek bağlantılı transistör VT2 üzerinde yapılan AF jeneratörü devreye girer ve BF1 kulaklıkta bir ses duyulur.
Tek bağlantılı transistör KT117A-KT117G olabilir, telefon düşük empedanslı olabilir (düşük güçlü bir dinamik kafa ile değiştirilebilir).
Pirinç. 4
Düşük akımlı yükler için, alan etkili transistör KP302V'yi kullanan bir kısa devre akım sınırlayıcısının güç kaynağına takılabileceğini eklemeye devam ediyor. Diğer bloklar için bir transistör seçerken, izin verilen gücünü ve drenaj kaynağı voltajını dikkate almalısınız.
Elbette bu tür bir otomasyon, yükte kısa devre koruması olmayan stabilize bir güç kaynağına da dahil edilebilir.
Her türlü güç kaynağı için koruma tasarımı sunulmaktadır. Bu koruma devresi herhangi bir güç kaynağıyla (şebeke, anahtarlama ve DC piller) birlikte çalışabilir. Böyle bir koruma ünitesinin şematik olarak ayrılması nispeten basittir ve birkaç bileşenden oluşur.
Güç kaynağı koruma devresi
Güçlü bir alan etkili transistör olan güç kısmı, çalışma sırasında aşırı ısınmaz, bu nedenle bir soğutucuya da ihtiyaç duymaz. Devre aynı zamanda çıkışta aşırı güç, aşırı yük ve kısa devreye karşı koruma sağlar, koruma çalışma akımı şönt direncin direnci seçilerek seçilebilir, benim durumumda akım 8 Amper, 6 adet 5 direnç paralel bağlanan watt 0,1 Ohm kullanıldı. Şönt ayrıca 1-3 watt gücündeki dirençlerden de yapılabilir.
Koruma, kesme direncinin direnci seçilerek daha doğru bir şekilde ayarlanabilir. Güç kaynağı koruma devresi, akım limit regülatörü Güç kaynağı koruma devresi, akım limit regülatörü
~~~Ünite çıkışında kısa devre veya aşırı yük olması durumunda, koruma anında devreye girecek ve güç kaynağını kapatacaktır. Bir LED göstergesi korumanın tetiklendiğini gösterecektir. Çıkış birkaç on saniye boyunca kısa devre yapsa bile alan etkili transistör soğuk kalır
~~~Alan etkili transistör kritik değildir; 15-20 Amper veya daha yüksek akıma ve 20-60 Volt çalışma voltajına sahip herhangi bir anahtar yeterli olacaktır. IRFZ24, IRFZ40, IRFZ44, IRFZ46, IRFZ48 serisinden veya daha güçlü olanlardan - IRF3205, IRL3705, IRL2505 ve benzerlerinden anahtarlar idealdir.
~~~Bu devre aynı zamanda araba aküleri için şarj cihazını korumak için de mükemmeldir; bağlantı polaritesi aniden tersine dönerse, şarj cihazına kötü bir şey olmaz; koruma, bu tür durumlarda cihazı kurtaracaktır.
~~~ Korumanın hızlı çalışması sayesinde darbeli devrelerde başarıyla kullanılabilir; kısa devre durumunda koruma, anahtarlamalı güç kaynağının güç anahtarlarının yanması için gereken süreden daha hızlı çalışacaktır. Devre aynı zamanda akım koruması olarak darbe invertörleri için de uygundur. İnverterin sekonder devresinde aşırı yük veya kısa devre varsa, invertörün güç transistörleri anında uçar ve bu tür bir koruma bunun olmasını önleyecektir.
Yorumlar
Kısa devre koruması, kutupların ters çevrilmesi ve aşırı yük ayrı bir kartta toplanmıştır. Güç transistörü IRFZ44 serisinde kullanıldı ancak istenirse daha güçlü bir IRF3205 veya benzer parametrelere sahip başka herhangi bir güç anahtarıyla değiştirilebilir. IRFZ24, IRFZ40, IRFZ46, IRFZ48 hattındaki tuşları ve 20 Amperden fazla akıma sahip diğer tuşları kullanabilirsiniz. Çalışma sırasında alan etkili transistör buzlu kalır. bu nedenle soğutucuya ihtiyaç duymaz.
İkinci transistör de kritik değil, benim durumumda MJE13003 serisinin yüksek voltajlı bipolar transistörü kullanıldı, ancak geniş bir seçenek var. Koruma akımı şönt direncine göre seçilir - benim durumumda paralel olarak 6 0,1 Ohm direnç, koruma 6-7 Amper yükte tetiklenir. Değişken direnci döndürerek daha hassas ayarlayabilirsiniz, bu yüzden çalışma akımını 5 Amper civarına ayarladım.
Güç kaynağının gücü oldukça iyi, çıkış akımı 6-7 Amper'e ulaşıyor, bu da bir araba aküsünü şarj etmek için oldukça yeterli.
Ben 5 watt gücünde şönt dirençleri seçtim ama 2-3 watt da mümkün.
Her şey doğru yapılırsa, ünite hemen çalışmaya başlar, çıkışı kapatın, koruma LED'i yanmalıdır, bu LED, çıkış kabloları kısa devre modunda olduğu sürece yanacaktır.
Her şey olması gerektiği gibi çalışırsa, daha da ileri gideriz. Gösterge devresinin montajı.
Devre bir akü tornavida şarj cihazından kopyalanmıştır. Kırmızı gösterge güç kaynağı çıkışında çıkış voltajı olduğunu, yeşil gösterge ise şarj işlemini gösterir. Bileşenlerin bu şekilde düzenlenmesiyle, akü üzerindeki voltaj 12,2-12,4 Volt olduğunda yeşil gösterge yavaş yavaş sönecek ve sonunda sönecektir; akü bağlantısı kesildiğinde gösterge yanmayacaktır. 
Elektronik transformatörler son zamanlarda moda olmaya başladı. Esasen, 220 Volt ağını 12 Volt'a düşürmek için tasarlanmış bir anahtarlamalı güç kaynağıdır. Bu tür transformatörler 12 Volt halojen lambalara güç sağlamak için kullanılır. Günümüzde üretilen elektrikli araçların gücü 20-250 watt arasındadır. Bu türden hemen hemen tüm şemaların tasarımları birbirine benzer. Bu, çalışması oldukça kararsız olan basit bir yarım köprü invertörüdür. Devrelerin darbe transformatörünün çıkışında kısa devre koruması yoktur. Devrenin bir diğer dezavantajı, üretimin yalnızca transformatörün sekonder sargısına belirli büyüklükte bir yük bağlandığında meydana gelmesidir. Bu makaleyi yazmaya karar verdim çünkü ET devresine bazı basit alternatif çözümler getirilirse ET'nin amatör radyo tasarımlarında güç kaynağı olarak kullanılabileceğine inanıyorum. Değişikliğin özü, devreyi kısa devre korumasıyla desteklemek ve elektrikli aracı, şebeke voltajı uygulandığında ve çıkışta ampul olmadan açılmaya zorlamaktır. Aslında dönüşüm oldukça basittir ve özel elektronik becerileri gerektirmez. Diyagram kırmızı renkte değişikliklerle aşağıda gösterilmiştir.
ET panosunda iki transformatör görebiliyoruz - ana (güç) ve OS transformatörü. OS transformatörü 3 ayrı sargı içerir. Bunlardan ikisi güç anahtarlarının temel sargılarıdır ve 3 turdan oluşurlar. Aynı transformatörde yalnızca bir sarımdan oluşan başka bir sargı daha vardır. Bu sargı, darbe transformatörünün ana sargısına seri olarak bağlanır. Çıkarılması ve bir jumper ile değiştirilmesi gereken bu sargıdır. Daha sonra 3-8 Ohm dirençli bir direnç aramanız gerekir (kısa devre korumasının çalışması değerine bağlıdır). Daha sonra 0,4-0,6 mm çapında bir tel alıyoruz ve darbe transformatörüne iki tur, ardından OS transformatörüne 1 tur sarıyoruz. 1 ila 10 watt gücünde bir işletim sistemi direnci seçiyoruz, ısınacak ve oldukça güçlü. Benim durumumda, 6,2 Ohm dirençli tel sargılı bir direnç kullanıldı, ancak telin bir miktar endüktansı olduğu için bunların kullanılmasını önermiyorum, bu da devrenin daha fazla çalışmasını etkileyebilir, ancak bunun için söyleyemem. elbette - zaman gösterecek.
Çıkışta kısa devre varsa koruma hemen çalışacaktır. Gerçek şu ki, darbe transformatörünün sekonder sargısındaki ve OS transformatörünün sargılarındaki akım keskin bir şekilde düşecek, bu da anahtar transistörlerin kapatılmasına yol açacaktır. Ağ gürültüsünü yumuşatmak için güç girişine başka bir UPS'ten lehimlenen bir bobin takılmıştır. Diyot köprüsünden sonra, en az 400 Volt voltajlı bir elektrolitik kapasitör takılması tavsiye edilir, 1 watt başına 1 μF hesaplamasına göre kapasitansı seçin.
Ancak değişiklikten sonra bile, güç anahtarları ısınacağından ve arızalanabileceğinden, transformatörün çıkış sargısına 5 saniyeden fazla kısa devre yapmamalısınız. Bu şekilde dönüştürülen bir anahtarlamalı güç kaynağı, herhangi bir çıkış yükü olmadan açılacaktır. Çıkışta kısa devre olması durumunda üretim kesintiye uğrar ancak devre zarar görmez. Çıkış kapatıldığında sıradan bir ET anında yanar:
Halojen lambalara güç sağlamak için elektronik transformatör bloklarını denemeye devam ederek, örneğin bir araba amplifikatörüne güç sağlamak için artan iki kutuplu voltaj elde etmek için darbe transformatörünün kendisini değiştirebilirsiniz.
Halojen lambaların UPS'indeki transformatör bir ferrit halka üzerinde yapılmıştır ve bu halkanın görünümüne göre gerekli watt'ı sıkabilirsiniz. Tüm fabrika sargıları halkadan çıkarıldı ve yerlerine yenileri sarıldı. Çıkış transformatörü iki kutuplu voltaj sağlamalıdır - kol başına 60 volt.
Transformatörü sarmak için, Çin'in sıradan demir transformatörlerinden (Sega set üstü kutusunda bulunur) tel kullandık. Tel - 0,4 mm. Birincil sargı 14 tel ile sarılır, tüm halkanın etrafında ilk 5 tur yapılır, teli kesmeyin! 5 tur sardıktan sonra bir dokunuş yapıyoruz, teli büküyoruz ve 5 tur daha sarıyoruz.Bu çözüm, sarımların zor aşamalarını ortadan kaldıracaktır. Birincil sargı hazır.
İkincil de sallanıyor. Sargı aynı telin 9 çekirdeğinden oluşur, bir kol 20 turdan oluşur, ayrıca tüm çerçevenin etrafına sarılır, ardından bir musluk ve 20 tur daha sarıyoruz.
Verniği temizlemek için telleri çakmakla ateşe verdim, ardından tırnak bıçağıyla temizledim ve uçlarını solventle sildim. Söylemeliyim ki harika çalışıyor! Çıkışta gerekli 65 voltu aldım. Daha sonraki makalelerde bu tür seçeneklere bakacağız ve ayrıca çıkışa bir doğrultucu ekleyerek ET'yi neredeyse her amaç için kullanılabilecek tam teşekküllü bir anahtarlama güç kaynağına dönüştüreceğiz.
