Влаштування струмового захисту джерела живлення. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Блоки живлення

 Коментарі до статті

Описаний у цій статті вузол струмового захисту розроблений для джерела живлення, опис якого можна знайти в [1], що працює спільно з вимірювачем вихідної напруги та струму навантаження [2]. Вузол відрізняється від інших подібних пристроїв тим, що, крім виконання функцій захисту, дозволяє встановлювати та контролювати поріг спрацьовування вимірювача струму навантаження блока живлення, не навантажуючи його.

У більшості механізмів струмового захисту поріг спрацьовування змінюють змінним резистором з відградуйованою шкалою або перемикачем з набором резисторів. У першому випадку складно встановити необхідний поріг точно, у другому - кількість його можливих значень обмежена кількістю положень перемикача. Крім того, його контакти повинні витримувати максимальний струм навантаження, а такі перемикачі досить дорогі.

Представлений у цій статті захисний пристрій дозволяє встановлювати поріг спрацьовування захисту у всьому інтервалі роботи вимірювача струму навантаження з точністю, що забезпечується цим вимірювачем без будь-яких градуювань та добірки резисторів.

Захисний пристрій працює у двох режимах - обмеження струму навантаження та вимкнення вихідної напруги при перевищенні порога (тригерний режим). Його схема представлена ​​на рис. 1. Воно побудоване на ОУ DA1, включеному за схемою підсилювача, що не інвертує.

Рис. 1. Схема захисного пристрою (натисніть , щоб збільшити)

На інвертуючий вхід ОУ надходить зразкова напруга з дільника резистивного R4-R6. Як вхідний сигнал пристрою захисту використано напругу з виходу підсилювача вузла вимірювання струму [2]. Поки навантаження немає, на виході цього підсилювача, а отже, і на вході, що не інвертує, ОУ DA1 напруга нульова. Оскільки напруга на його вході, що інвертує вище нуля, на виході цього ОУ напруга нижче нуля, транзистор VT1 закритий, а світлодіод HL1 вимкнений.

З появою струму навантаження напруга на вході, що не інвертує, ОУ зростає. Як тільки воно перевищить зразкове, напруга на виході ОУ стане вищою за нуль і відкриє транзистор VT1. Останній, відкриваючись, шунтує вихід паралельного стабілізатора напруги DA1 (рис. 5 [2]). Вихідна напруга джерела живлення, а з ним і струм навантаження зменшуються доти, поки напруга на вході, що не інвертує, ОУ DA1 не зрівняється зі зразковим. Струм навантаження буде обмежений на рівні. Світлодіод HL1 сигналізує про перехід у режим обмеження струму.

Щоб перейти в режим тригера, потрібно замкнути контакти кнопкового вимикача SB2. У цьому випадку при перевищенні струмом навантаження встановленого значення відкриється транзистор VT2 і на вхід, що інвертує, ОУ DA1 надійде напруга - 8 В. На виході ОУ буде встановлено напругу близько +6 В, транзистор VT1 повністю відкриється, вихідна напруга джерела стане близьким до нуля. Світлодіод у цьому режимі сигналізує про спрацювання захисту. Щоб повернути джерело до робочого режиму, достатньо на короткий час перевести захист у режим обмеження струму. При зазначених на схемі номіналах резисторів R4-R6 поріг її спрацьовування можна регулювати від 20 мА до 2 А. Щоб змінити інтервал, підбирають згадані резистори.

Ланцюг R11C7 служить для запобігання самозбудженню ОУ. Хоча повністю усунути його, швидше за все, не вдасться, ланцюг R11C7 значно зменшує амплітуду високочастотної змінної напруги на виході ОУ. Щоб генерація не впливала працювати інших вузлів, сигнал з виходу ОУ подано на базу транзистора VT1 через фільтр R2C1. Резистор R1 у ланцюзі емітера VT1 створює місцеву негативну зворотний зв'язок струму.

Усунути самозбудження допоможе і шунтування ділянки колектор-емітер транзистора VT1 (рис. 5 в [1]) конденсатором ємністю 4,7 мкФ на напругу 63 В. Про те, що самозбудження немає, опосередковано свідчить відсутність акустичного шуму джерела. А самозбудження супроводжують характерні звуки, які добре сприймаються на слух. У будь-якому випадку слід проконтролювати осцилографом розмах пульсацій вихідної напруги в режимі обмеження струму і, підбираючи коригувальні ланцюги, мінімізувати його. Можливо, потрібно стабілізувати напругу живлення ОУ.

Слід зазначити, що застосування ланцюга R11C7 та резистора R1 потрібно далеко не завжди. В одному з екземплярів пристрою захисту їх взагалі не довелося встановлювати, хоча амплітуда пульсацій частотою понад 200 кГц на виході ОУ DA1 досягала 100 мВ. Критерієм є амплітуда пульсацій на виході джерела. Якщо при його роботі в режимі обмеження струму вона не перевищує 10...15 мВ, роботу вузла захисту можна вважати задовільною, оскільки такий режим здебільшого вважається аварійним.

Ланцюг R11C7 і резистор R1 можна не встановлювати і в тому випадку, якщо робота джерела в режимі обмеження струму не передбачається, а потрібно лише тригерний режим. У цьому випадку колектор транзистора VT2 слід з'єднати з виводом 2 DA1 безпосередньо, а вимикач SB2 замінити перемикачем, включивши його в розрив дроту, що з'єднує резистор R9 з 3 виведенням DA1 за схемою, зображеною на рис. 2. При вимкненому тригерному захисті вихідний струм джерела [1] буде обмежений лише на рівні близько 2,5 А.

Рис. 2. Схема сполуки резистора R9 з виводом 3 DA1

Оскільки при струмі навантаження, що дорівнює пороговому, напруги на входах ОУ рівні, щоб визначити поріг спрацьовування захисту, достатньо виміряти напругу на двигуні змінного резистора R5 щодо мінусового дроту навантаження. Щоб це зробити, у вимірнику [2] слід розірвати ланцюг між виходом ОУ DA1 і резистором R10 і вивести дроти на контакти перемикача SB1. Вимірювати струм захисту можна у будь-якому режимі роботи.

Живлять пристрій захисту від перетворювача напруги, вбудованого у вимірник [2]. Його потужності для цього достатньо. Звичайно, найкращий варіант – використовувати замість перетворювача додаткові вторинні обмотки трансформатора живлення з відповідними випрямлячами та стабілізаторами.

Блок живлення, побудований з вузлів, описаних у [1] та [2], з пропонованим пристроєм захисту не позбавлений недоліків. По-перше, при його включенні в мережу на виході виникає імпульс напруги, амплітуда якого не перевищує встановленої вихідної напруги. Це наслідок живлення вузла захисту від перетворювача напруги. Він запускається пізніше джерела живлення, тому перехідні процеси у вузлі захисту відбуваються із затримкою. У момент запуску перетворювача на виході ОУ DA1 короткочасно з'являється напруга +6 і транзистор VT1 відкривається, що і викликає появу імпульсу.

Інший недолік обумовлений тією ж причиною, що і перший, але проявляється при включеному тригерного режиму захисту. При подачі живлення з'являється імпульс напруги, амплітуда якого не перевищує встановлену вихідну напругу, а потім джерело вимикається. Якщо живити вузол захисту та вимірювач від додаткових обмоток мережевого трансформатора, ці ефекти виявляються меншою мірою.

Щоб усунути вплив цих недоліків, можна просто не включати тригерний режим і не підключати навантаження, доки вихідна напруга блоку не встановиться. Але повністю позбутися їх допоможе ланцюг, схема якого показана на рис. 3. У момент включення блоку в мережу конденсатор С9 розряджений, через діод VD1 на вхід, що не інвертує, ОУ DA1 надходить негативну напругу, тому імпульс на його виході не з'являється. У міру заряджання конденсатора напруга на ньому плавно наростає. Коли воно стане більше, ніж на вході ОУ, діод VD1 буде закритий, а конденсатор С9 через резистор R12 зарядиться до сумарної напруги на виходах перетворювача (16) і перестане впливати на подальшу роботу пристрою. Діод VD2 служить для прискорення розрядки конденсатора С9 при вимиканні живлення. Постійну часу ланцюга С9R12 слід підібрати мінімальною, при якій тригерний захист не спрацьовує в момент включення джерела в мережу.

Рис. 3. Схема ланцюга

Друкована плата для сайту захисту не розроблялася. При оснащенні блока живлення [1] цим вузлом слід замість змінного резистора R11' (рис. 3 в [1]) встановити постійний номіналом 3,6 кОм, а резистор R11'' виключити.

У блоці захисту застосовані резистори МЛТ та імпортні оксидні конденсатори. Змінний резистор – СП3-40. Транзистори КТ3102Е можна замінити на SS9014, а замість КР140УД708 застосувати імпортні аналоги або інші вітчизняні ОУ, наприклад КР1408УД1А. Слід надавати перевагу ОУ з низькою швидкістю наростання вихідної напруги.

література

1. Герасимов Е. Лабораторний блок живлення із БП матричного принтера. - Радіо, 2016, №7, c. 24-26.
2. Герасимов Е. Вимірник напруги та струму. – Радіо, 2016, № 5 c. 29-31.

Автор: Є. Герасимов

Дивіться інші статті розділу Блоки живлення.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Знищення мікросхем пам'яті за командою 02.10.2014 У поточному році виробники найрізноманітнішої електроніки вирішили, що користувачам стало набагато важливіше зберігати свої дані у безпеці. Світло побачили кілька спеціально захищених від "хакерських атак" смартфонів, що з'являється все більше накопичувачів USB з апаратним шифруванням. Компанія Secure Drives пішла ще далі. Її SSD Autothysis128 вміє фізично знищувати свою пам'ять та контролер. Більше того, накопичувач оснащений модемом GSM і користувач може вбити знищити дані за допомогою звичайного повідомлення (SMS). Є інші варіанти. Зокрема, можна налаштувати режим знищення накопичувача за умови спроби демонтувати його з корпусу ПК, низького заряду акумулятора ноутбука, кількох неправильних введень пароля. Також можна віддати пряму команду за допомогою спеціального модуля Token, що комплектується модифікацією Autothysis128t (модифікація Autothysis128s його позбавлена). З технічної точки зору, накопичувачі нічого особливого не представляють. Місткість складає 128 ГБ. Швидкість читання становить 127 МБ/сек, швидкість запису 120 МБ/сек. Продуктивність сягає 20 000 IOPS. Зрозуміло, підтримується шифрування за алгоритмом AES з 256-розрядним ключем. Для підключення застосовуються інтерфейси SATA 3 Гбіт/с або Micro USB. Габарити накопичувача становлять 100,5 х 70 х 9,5 мм при масі 88 г. Вартість рішень складає $1550 для Autothysis128s і $1650 для моделі Autothysis128t. Вартість передплати на послугу мобільного зв'язку становить $47 на рік (перший рік включено у вартість).

Інші цікаві новини:

▪ Інтерактивне та 3D-телебачення

▪ Веслувальний тренажер SportsArt G260 генерує електрику

▪ Етикетки, що швидко псуються.

▪ Модулі пам'яті Transcend DDR4 для ПК та серверів

▪ Упаковка впливає на властивості води

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Мікрофони, радіомікрофони. Добірка статей

▪ стаття Носити у складках тоги мир та війну. Крилатий вислів

▪ стаття Як сталися шахи? Детальна відповідь

▪ стаття Обойщик меблів. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Монтаж освітлювальних електроустановок. Основні відомості. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Найкращий із підрозділів геліоенергетики. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024