Site Loader

Содержание

Электронный предохранитель до 10 Ампер

категория

Схемы источников питания

материалы в категории

Во время налаживания или ремонта радиоэлектронной аппаратуры, питающейся непосредственно от электросети, из-за различного рода ошибок может возникнуть короткое замыкание. Для предотвращения повреждения аппаратуры этим явлением следует использовать электронный предохранитель. На рисунке ниже представлена принципиальная схема электронного предохранителя с высоким быстродействием, который рассчитан на ток потребления до 10 А.

При наличии тока в цепи более-10 А устройство автоматически срабатывает и нагрузка, подключенная к разъему Х2, обесточивается. При подключении электронного предохранителя к сети 220 В на его узел управления подается питающее напряжение — 12 В. Ток течет через резистор R6 и светоизлучатель оптрона U1, так как транзистор VT1 и тринистор VS2 закрыты.

В этот момент открывается фотодинистор оптрона и ток начинает течь через него и резистор R3.

Напряжение, выпрямленное мостом VD1…VD4, подается на управляющий электрод тринистора VS1. После открытия тринистор VS1 замыкает диагональ моста и открывает путь сетевому напряжению к нагрузке. В момент превышения тока нагрузки или коротком замыкании в ее цепях падение напряжения на резисторе R10 приводит к открытию транзистора VT1 и тринистора VS2. Тринистор своим малым сопротивлением шунтирует цепь питания светоизлучающего оптрона, что приводит к закрытию фотодинистора оптрона и тринистора VS2. В результате происходит обесточивание нагрузки, о чем свидетельствует загорание светодиода HL1. Для включения электронного предохранителя служит кнопка SB1. В момент нажатия кнопки SB1, когда ее контакты замыкаются тринистор VS2 закрывается, но электронный предохранитель еще остается невключенным, так как цепь питания светоизлучающего оптрона зашунтирована. И лишь при отпускании кнопки, когда ее контакты размыкаются, сетевое напряжение подается на нагрузку. Такое построение схемы позволяет не допустить выхода из строя устройства, а также в случае попытки его включения при коротком замыкании.

Для необходимости ручного отключения нагрузки в электронном предохранителе имеется кнопка SB2. В устройстве могут быть использованы следующие радиодетали. Резистор R10 представляет отрезок провода ПЭВ-1 00,6 мм длиной 2 м, который намотан ha корпус мощного резистора. Все остальные резисторы типа MJIT, рассчитанные на мощность, указанную на схеме. Конденсатор С1 типа К73-17, а С2 и СЗ — К50-6. Диоды VD1…VD4, кроме указанных на схеме, могут быть серий Д232, Д233, Д247, КД203, КД206 и другие на U06p.max не менее 400 В. Вместо диодов КД209Б (VD5,VD6, VD8) подойдут диоды серии КД102, а стабилитрона Д814Д (VD7) можно применить— Д814Г, Д813, Д811, КС213 и другие с напряжением стабилизации 10…12 В. Тринистор КУ101 (VS2) использовать с любым буквенным индексом, КУ202 (VS1) — с индексами К…Н. Транзистор VT1 из серии КТ361, КТ209, КТ201, КТ502, КТ501, КТ3107 и подобные. Кнопки SB1 и SB2 типа П2К без фиксации. Тринисторы VS1 и диоды VD1…VD4 следует установить на плоских алюминиевых радиаторах размерами 50x80x5 мм.

Основная часть деталей устройства монтируется на печатной плате размером 72×52 мм, вырезанной из одностороннего фольгиро-ванного стеклотекстолита. Плата размещается в корпусе, в котором на лицевой его стороне установлены кнопки SB1 и SB2, светодиод HL1 и розетка XI. Собранный правильно из исправных деталей электронный предохранитель в налаживании не нуждается. Для установки требуемого порога срабатывания устройства необходимо подобрать тринистор VS1 и резистор R10 исходя из того, что Ікз < Icp.max При этом сопротивление резистора R10 определяют из формулы:

Литература: В.М. Пестриков. Энциклопедия радиолюбителя.

ЭЛЕКТРОННЫЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ 4 — защита от короткого замыкания (электронные предохранители) — Источники питания

И. АЛЕКСАНДРОВ, г. Курск

При налаживании различной радиоэлектронной аппаратуры желательно пользоваться блоком питания с встроенной и регулируемой электронной защитой по току нагрузки. Если имеющийся в вашем распоряжении блок не имеет такой защиты, ее можно выполнить в виде приставки, включаемой между выходными гнездами блока и нагрузкой.

Таким образом, приставка-предохранитель в случае превышения заданного максимального тока нагрузки мгновенно отключит ее от блока питания.

Электронный предохранитель (см. рисунок) содержит мощный транзистор VT2, который включен в минусовый провод питания, два стабилизатора тока на полевых транзисторах — один регулируемый (на VT1), в другой — нерегулируемый (на VT3), и чувствительный элемент — тринистор VS1. Управляющее напряжение на тринистор поступает с датчика тока, в роли которого выступает резистор R1 весьма малого сопротивления (0,1 Ома), и с резистора R2. Данный тип тринистора включается при напряжении на управляющем электроде (относительно катода) 0,5…0,6 В.

Ток нагрузки создает падение напряжения на резисторе R1, которое для тринистора является открывающим. Кроме того, ток, протекающий через транзистор VT1 (его можно изменять переменным резистором R3), создает падение напряжения на резисторе R2, которое также будет открывающим для тринистора. Когда сумма этих напряжений достигнет определенного значения, тринистор откроется, напряжение на нем уменьшится до 0,7.

..0,8 В. Зажжется светодиод HL1 и просигнализирует об аварии. В то же время напряжение на светодиоде HL2 уменьшится настолько, что он погаснет. Транзистор VT2 закроется, и нагрузка окажется отключенной от блока питания.

Предохранитель работает так. В исходном состоянии через транзистор VT3 протекает ток примерно 8…15 мА, который остается почти неизменным при изменении выходного напряжения блока питания. Этот ток протекает через све-тодиод HL2 (он зажигается, сигнализируя о прохождении через устройство тока нагрузки) и цепь базы транзистора VT2, который открывается. Поскольку статический коэффициент передачи транзистора составляет несколько тысяч, он способен пропустить в нагрузку ток в несколько ампер. При этом падение напряжения на транзисторе не превысит 1 В.

Ток нагрузки, при котором будет срабатывать предохранитель, можно устанавливать переменным резистором R3 в пределах от нескольких десятков миллиампер до примерно 5 А.

После устранения неисправности в нагрузке электронный предохранитель приводят в исходное состояние кнопкой SB1, которая при замыкании ее контактов обесточивает тринистор, и он закрывается. Транзистор VT2 открывается, ток поступает в нагрузку.

В устройстве допустимо применить, кроме указанных на схеме, полевые транзисторы КП307А или аналогичные с начальным током стока 10… 15 мА и максимально допустимым напряжением не менее выходного напряжения блока питания. Транзистор VT2 может быть КТ829А— КТ829Г, КТ827А—КТ827В. При токе нагрузки более 1 А транзистор необходимо установить на

радиатор. Светодиоды — любые маломощные (АЛ307, АЛ341), но на месте HL1 лучше установить свето-диод красного свечения, а на месте HL2 — — зеленого. Тринистор -2У107А—2У107В. Переменный резистор — СПО, СП, СП4, постоянные — МЛТ, С2-33, резистор R1 изготавливают из отрезка высокоом-ного провода.

Налаживание устройства сводится к установке максимального тока срабатывания подбором сопротивления резистора R1 при отключенном от плюса питания стока транзистора VT1. Минимальный ток срабатывания подбирают подключением резистора R3 другого номинала. При этом допускается включение последовательно с ним или параллельно ему постоянного резистора.

Если при срабатывании предохранителя через транзистор VT2 все-таки протекает остаточный ток (транзистор не закрывается), рекомендуется применить светодиод HL2 с большим рабочим напряжением или включить последовательно с ним диод КД102Б, КД103Б, КД105Б, КД522Б.

От редакции. Если в блоке питания есть стабилизатор напряжения, предохранитель следует включать перед ним, а не на выходе блока.

Радио №2, 2000 г., с. 54.

Электронный предохранитель на 10 ампер. Электронный предохранитель на полевом транзисторе

Главным недостатком плавких предохранителей при использовании их для защиты электронных схем является инерционность, т.е. большое время срабатывания, в течение которого некоторые элементы схемы успевают выйти из строя. Обеспечить автоматическую защиту устройства и одновременно повысить ее быстродействие можно за счет использования электронных предохранителей. Эти устройства можно разделить на две группы:

С самовосстановлением цепи питания после устранения причин аварии;

С повторным запуском (специальной кнопкой, повторным включением и пр. ).

Существуют также устройства пассивной защиты: при аварийном режиме они только индицируют световым или звуковым сигналом наличие опасной ситуации, не отключая нагрузку.Для защиты радиоэлектронных устройств от перегрузок по току обычно используют резистивные или полупроводниковые датчики тока, включенные последовательно в цепь нагрузки. Как только падение напряжения на датчике тока превысит заданный уровень, срабатывает защитное устройство, отключающее нагрузку от источника питания. Преимуществом такого способа защиты является то, что величину тока срабатывания защиты можно легко изменять. Другим методом защиты нагрузки является ограничение предельного тока через нее. Даже при наличии в цепи нагрузки короткого замыкания ток не сможет превысить заданный уровень и повредить нагрузку. Для ограничения предельного тока нагрузки используют генераторы стабильного тока. Схема простейшего ограничителя тока представлена на рис.1.

Фактически это — ста­билизатор тока на полевом транзисторе. Ток нагрузки при использовании такого ограничителя не сможет превысить начальный ток стока полевого транзистора. Величину этого тока можно задавать подбором типа транзистора. Для приведенного на схеме транзистора КП302В максимальный ток через нагрузку не превысит 30…50 мА. Увеличить значение этого тока можно параллельным включением нескольких транзисторов. В ограничителе тока нагрузки (рис. 2) используются биполярные транзисторы с коэффициентом передачи по току не менее 80…100.

Входное напряжение через резистор R1 поступает на базу транзистора VT1 и открывает его. Транзистор работает в режиме насыщения, поэтому основная часть входного напряжения поступает на выход. При токе, меньшем порогового, транзистор VT2 закрыт, и светодиод HL1 не горит. Резистор R3 выполняет роль датчика тока. Как только падение напряжения на нем превысит порог открывания VT2, он откроется, включится светодиод HL1, а транзистор VT1, напротив, «призакроется», и ток через нагрузку ограничится. Схема еще одного ограничителя тока приведена на рис.За.


В нормальном режиме открыт транзистор VT2 за счет протекания тока базы через резистор R1. При увеличении тока увеличивается напряжение между коллектором и эмиттером VT2 и, когда оно становится примерно 0,6 В, открывается транзистор VT1 и шунтирует цепь база-эмиттер VT2, вызывая его закрывание. Если в нагрузке произошло короткое замыкание, то ток короткого замыкания протекает по цепи: «+» источника питания — короткозамкнутая нагрузка Rн — резистор R2 — переход база-эмиттер VT1 -источника. Поскольку VT2 закрыт, ток короткого замыкания ограничен резистором R2. После устранения короткого замыкания ограничитель самостоятельно не включается. Для этого необходимо на короткое время отключить и снова подключить нагрузку (закоротить между собой выводы базы и эмиттера VT1). В этом случае VT1 закроется, a VT2 откроется, и напряжение поступит на нагрузку. На рис. 3б приведена схема для защиты потребителей от перенапряжения в низковольтных цепях.


При увеличении входного напряжения выше номинального пробивается стабилитрон VD2, открывается транзистор VT1, закрывается VT2 и обеспечивается защита нагрузки от перенапряжения. В качестве устройства защиты источников питания можно использовать электронный предохранитель (рис.4), включаемый между ис­точником и нагрузкой.


Когда ток нагрузки меньше установленного тока срабатывания, транзистор VT2 открыт, и падение напряжения на нем минимально. При росте тока нагрузки увеличивается падение напряжения на VT2, в связи с чем увеличивается напряжение, поступающее через R4 на базу VT1, и VT1 открывается. Процесс происходит лавинообразно благодаря наличию положительной обратной связи через резистор R4. В результате, VT1 шунтирует VT2, последний закрывается и обесточивает нагрузку. Одновременно загорается светодиод VD1, сигнализируя о перегрузке. Приведенные на схеме номиналы резисторов соответствуют напряжению 9 В и току срабатывания 1 А. При необходимости изменить параметры предохранителя необходимо пересчитать сопротивления R3 и R4. Электронный предохранитель (рис.5) состоит из мощного коммутирующего элемента на транзисторах VT3-VT4, токоизмерительного резистора R2, транзисторного аналога динистора VT1-VT2 и шунтирующего транзистора VT5.


При включении питания током, протекающим через резистор R1 и эмиттерный переход VT4, открывается составной транзистор VT4-VT3. Остальные транзисторы остаются закрытыми. К нагрузке поступает номинальное напряжение. При возникновении перегрузки падение напряжения на R2 становится достаточным для открывания аналога динистора. Вслед за ним открывается транзистор VT5 и шунтирует эмиттерный переход VT4. В результате, транзисторы VT3 и VT4 закрываются, отключая нагрузку от источника питания. Ток нагрузки резко уменьшается, но аналог динистора остается открытым. В этом состоянии предохрани­тель может находиться неограниченно долго. Через нагрузку протекает остаточный ток, определяемый сопротивлением R1, т. е. в десятки раз меньше номинального. Падение напряжения на закрытом транзисторе VT3 включает светодиод HL1 «Авария». Чтобы возобновить работу устройства в номинальном режиме после устранения перегрузки, необходимо на короткое время выключить источник питания либо отключить нагрузку. Предохранитель собран на печатной плате, чертеж которой приведен на рис.6.

При указанных на схеме номиналах деталей предохранитель имеет следующие характеристики:

Номинальное напряжение питания-12В;

Номинальный ток нагрузки — 1 А;

Ток срабатывания — 1,2 А;

Остаточное напряжение на нагрузке — 1,2 В;

Падение напряжения на предохранителе — 0,75 В.

Электронный предохранитель (рис.7) содержит мощный транзистор VT2, который включен в минусовый провод питания, два стабилизатора тока на полевых транзисторах (регулируемый на VT1 и нерегулируемый на VT3) и пороговый элемент — тиристор VS1.


Управляющее напряжение на тиристор поступает через резистор R2 с датчика тока, в роли которого выступает резистор R1 весьма малого сопротивления (0,1 Ом). Данный тип тиристора включается при напряжении на управляющем электроде (относительно катода) 0,5…0,6 В.В исходном состоянии через транзистор VT3 протекает ток примерно 8…15 мА, который остается стабильным при изменении выходного напряжения блока питания. Этот ток протекает через светодиод HL2, сигнализирующий о работе устройства, в цепь базы транзистора VT2. Поскольку статический коэффициент передачи тока VT2 составляет несколько тысяч, он открывается и способен пропустить в нагрузку ток в несколько ампер. При этом падение напряжения на транзисторе не превышает 1 В. Ток нагрузки создает падение напряжения на резисторе R1, которое для тиристора является открывающим. Кроме того, ток, протекающий через транзистор VT1 (его можно изменять переменным резистором R3), создает падение напряжения на резисторе R2, которое также служит открывающим для VS1. Когда сумма этих напряжений достигает определенного значения, тиристор открывается. Ток УТЗ протекает через тиристор и светодиод HL1. Напряжение на светодиоде HL2 уменьшается, он гаснет, а транзистор VT2 закрывается, и нагрузка отключается от блока питания. Горящий HL1 сигнализирует об аварии. Ток нагрузки, при котором будет срабатывать предохранитель, можно устанавливать переменным резистором R3 в пределах от нескольких десятков миллиампер до 5 А. После устранения неисправности в нагрузке предохранитель приводится в исходное состояние кнопкой SB1, которая при замыкании контактов обесточивает тиристор, он закрывается, a VT2 открывается, и ток поступает в нагрузку.В устройстве можно использовать постоянные резисторы-МЛТ, С2-33, переменный — СПО, СП, СП4. Резистор R1 изготавливают из отрезка высокоомного провода. Светодиоды — любые маломощные (АЛ307, АЛ341). HL1 лучше взять красного цвета, HL2 — зеленого. Полевые транзисторы — КП303 или аналогичные с начальным током стока 10…15 мА и максимально допустимым напряжением не менее выходного напряжения блока питания. Транзистор VT2-КТ829, КТ827. При токе нагрузки более 1 А транзистор необходимо установить на радиатор. Тиристор -2У107. Налаживание устройства сводится к установке максимального тока срабатывания подбором сопротивления R1 при отключенном от плюса питания стока VT1. Минимальный» ток срабатывания подбирают подключением резистора R3 другого номинала. При этом допускается включение последовательно с ним или параллельно постоянного резистора. Если при срабатывании предохранителя через транзистор VT2 все-таки протекает остаточный ток (транзистор не закрывается), рекомендуется применить светодиод HL2 с большим рабочим напряжением или включить последовательно с ним диод КД102Б, КД103Б, КД105Б, КД522Б. Если в блоке питания есть стабилизатор напряжения, предохранитель следует включать перед ним, а не на выходе блока.Стабилизатор напряжения с встроенной защитой (рис.8) позволяет получить на выходе напряжение, регулируемое в пределах от 0 до 17 В.


Для защиты стабилизатора от превышения тока в нагрузке использован тиристор VS1 с датчиком тока на резисторе R2. При увеличении тока нагрузки тиристор включается и шунтирует цепь управления транзистора VT1, в результате чего напряжение на выходе падает до нуля. Светодиод HL1 индицирует срабатывание защиты. Для повторного запуска стабилизатора после устранения причин перегрузки следует нажать кнопку SB1 и отключить тиристор. Ток защиты в зависимости от R сопротивления R2 можно установить от 20 мА до 1…2 А. Например, при R2=36 Ом ток срабатывания — 30 мА, при R2=4 Ом — 0,5 А. В качестве транзистора VT1 можно использовать КТ815, КТ801, КТ807 и др., VT2 — П702, КТ802…КТ805 (с радиатором). Электронный предохранитель и одновременно стабилизатор напряжения показан на рис.9.


На транзисторах VT1 и VT2 собран стабилизатор напряжения по традиционной схеме, однако параллельно стабилитрону VD1 включен релейный каскад на транзисторах VT3.. .VT5 сдатчиком тока на резисторе Rx. При увеличении тока нагрузки этот каскад, срабатывает и шунтирует стабилитрон. Напряжение на выходе стабилизатора падает до незначительной величины. Для разблокировки схемы защиты достаточно кратковременно нажать кнопку SB1. Для повышения коэффициента стабилизации вместо стабилитрона VD1 можно включить интегральный стабилизатор напряжения (трехвыводной). Электронные предохранители можно выполнить с использованием мощного полевого транзистора в качестве ключа (рис.10).

Ток срабатывания защиты определяется соотношением резистивных элементов и зависит, в первую очередь, от величины сопротивления датчика тока Rs, включенного последовательно с полевым транзистором VT1. Схема устройства на основе полевого транзистора серии IRL показана на рис.11.

Предохранитель включают между источником питания (выключателем) и нагрузкой. Он работает при напряжении от 5 до 20 В и токе нагрузки до 40 А. Полевой транзистор VT1 выполняет одновременно функции электронного ключа и датчика тока. На микросхеме DA1 построен компаратор напряжения, на микросхеме DA2 — источник образцового напряжения (2,5 В). Для запуска устройства служит кнопка SB1, при кратковременном замыкании которой напряжение питания через диод VD2 и резистор R4 поступает на затвор транзистора, он открывается и подключает нагрузку к источнику питания. Выходное напряжение ОУ зависит от соотношения напряжений на его входах. Если ток нагрузки меньше тока срабатывания предохранителя, напряжение на неинвертирующем входе больше, чем на инвертирующем, поэтому на выходе ОУ — напряжение, меньшее напряжения питания примерно на 1,5 В. Транзистор VT1 остается открытым, на неинверти­рующем входе ОУ — стабильное напряжение с резистивного делителя R2-R1. Основные параметры примененного транзистора: сопротивление канала — 0,027 Ом, максимальный ток стока — 41 А, предельное напряжение сток-исток-55 В, а максимальная рассеиваемая мощность-110 Вт. Сопротивление канала открытого транзистора зависит от напряжения на его выводах и температуры корпуса. При напряжении питания более 5…6 В оно изменяется в пределах 20…30%, что вполне допустимо для таких устройств. С увеличением потребляемого тока растет падение напряжения на транзисторе VT1. Когда оно превысит напряжение на резисторе R1, на выходе ОУ напряжение уменьшится, транзистор начнет закрываться, а напряжение на нем расти, что приведет к дальнейшему снижению на­пряжения на выходе ОУ и закрыванию транзистора. Следовательно, когда ток нагрузки достигает определенного значения, устройство скачком закрывает транзистор и обесточивает нагрузку. Светодиод HL1 сигнализирует о том, что устройство выключено. Ток, потребляемый предохранителем в этом состоянии (без учета тока через светодиод), равен» нескольким миллиамперам. Для включения нагрузки необходимо снова кратковременно нажать на кнопку SB1. Ток срабатывания предохранителя устанавливают подстроечным резистором R1. Если напряжение питания стабильно, микросхему DA2 и резистор R3 можно исключить, заменив последний проволочной перемычкой. Для устойчивого отключения нагрузки при малом токе срабатывания (менее 1 …1,5 А) следует увеличить сопротивление датчика тока, включив резистор сопротивлением около 0,1 Ом в цепь стока транзистора VT1 (в разрыв цепи в точке А).В устройстве можно применить любой ОУ (DA1), работоспособный при нулевом напряжении на обоих входах в условиях однополярного питания. В частности, подойдут оте­чественные аналоги микросхемы LM358 — КР1040УД1А, К1464УД1Р в корпусе DIP-8 и К1464УД1Т в корпусе SO-8. DA2 — любая микросхема из серии TL431. Подстроечный резистор — СПЗ-19а, СПЗ-28 или аналогичные импортные. Постоянные резисторы — МЛТ, С2-33, Р1-4, Р1-12. Конденсатор С1 — К10-17В. Кнопка SB1 -любая малогабаритная с самовозвратом. При использовании деталей для поверхностного монтажа: DA1 — LM358AM, DA2 — TL431CD (рис.12а), резисторов Р1-12 и пр, устройство размещается на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита размерами 20×25 мм (рис.12.б).

Налаживание устройства сводится к установке тока срабатывания подстроечным резистором R1 (рис.11). Интервал изменения этого тока можно установить подбором сопротивления R2.В источниках питания, способных кратковременно выдерживать перегрузку по току (короткое замыкание выхода), применяются устройства пассивной защиты. При аварийном режиме они оповещают о нем световой или звуковой сигнализацией, не отключая самостоятельно нагрузку.На рис.13 представлена схема сигнализатора на светодиоде (VD2).

При перегрузке стабилизатору резко увеличивается падение напряжения на нем. При достижении напряжения пробоя стабилитрона VD1 он открывается, и зажигается светодиод VD2. Напряжение стабилизации VD1 должно быть меньше минимального входного напряжения стабилизатора и больше максимального падения напряжения на стабилизаторе в рабочем режиме. Резистор R1 ограничивает ток через светодиод на уровне максимально допустимого. Схема сигнализатора перегрузки на миниатюрной лампочке накаливания показана на рис.14.

Если ток нагрузки не превышает максимально допустимого, падение напряжения на стабилизаторе невелико, поэтому транзистор VT1 закрыт и лампочка HL1 не горит. При увеличении нагрузки падение напряжения на нем увеличивается, транзистор открывается и загорается лампочка, сигнализирующая о перегрузке. Лампочку HL1 выбирают в соответствии с допустимыми током стабилитрона VD1 и транзистора VT1. Звуковой сигнализатор превышения потребляемого тока показан на рис. 15.


Выпрямитель на диодах VD1… VD4 питается от трансформатора, вторичная обмотка которогорассчитана на напряжение и ток, необходимые для работы стабилизатора напряжения. Сигнализатор представляет собой генератор звуковой частоты НА1 с подключенным к нему акустическим излучателем (динамической головкой) ВА1. Управляет работой генератора ключ на транзисторе VT1. При работе стабилизатора ток нагрузки проходит через датчик тока R1, создавая на нем падение напряжения. Пока ток небольшой (при указанном на схеме сопротивления R1 — менее 0,3 А), транзистор VT1 закрыт. По мере роста тока увеличивается напряжение на резисторе. Когда оно достигнет 0,7 В, VT1 открывается, и выпрямленное напряжение поступает на сигнализатор. Схемы защиты радиоэлектронно­го оборудования, работающие на переменном токе, обычно более сложны и получили меньшее распространение. Это обусловлено тем, что надежность работы полупроводниковых приборов при повышенных напряжениях сетевого уровня меньше, поскольку случайный бросок напряжения сети, например, при переходных процессах, может легко пробить переход даже самого высоковольтного полупроводникового прибора. Полупроводниковый предохранитель (рис.16) способен защитить подключенную электронную схему (Rн) от перегрузки по току.


Предохранитель можно использовать и в цепях постоянного тока, а также для защиты выходных каскадов транзисторных усилителей. Для уменьшения остаточного тока в отключенном состоянии в схеме использован позистор R3. Когда ток нагрузки меньше допустимого, транзистор VT1 заперт, а VT2 открыт и находится в состоянии насыщения. Падение напряжения на транзисторе VT2 мало, и практически все напряжение сети приходится на Rн. Ток через нагрузку не ограничен. При перегрузке напряжение на VT2 заметно возрастает, что вызывает открывание транзистора VT1 и увеличение его коллекторного тока. При этом транзистор VT2 закрывается, а ток через предохранитель уменьшается. К позистору R3 прикладывается значительно большее напряжение, в связи, с чем он ра­зогревается. Сопротивление позистора резко увеличивается, VT2 закрывается еще больше, и остаточный ток через предохранитель существенно снижается. Конденсатор С2 уменьшает чувствительность устройства к импульсным перегрузкам малой длительности. Диоды VD5 и VD6 защищают транзистор VT2 от импульсов тока большой величины при работе устройства на переменном токе. Схема стабилизатора-ограничителя переменного тока представлена на рис.17.


Ток нагрузки можно плавно регулировать потенциометром R2 в пределах от нескольких миллиампер до 8 А. Максимальный ток нагрузки при необходимости можно значительно увеличить, установив транзистор VT1 на радиатор, снабдив его вентилятором и нарастив количество параллельно включенных полевых транзисторов. Ограничитель тока сетевой нагрузки показан на рис.18.


Его мощностные характеристики определяются только типом используемого полевого транзистора. Основа схемы — источник тока на VT2, VT3, R3 и R4. Резистор R3 обеспечивает открывание полевого транзистора VT3, R4- токозадающий. Когда падение напряжения на нем превышает 0,55 В, открывается транзистор VT2 и шунтирует затвор полевого транзистора, заставляя последний закрыться. Применение в качестве силового регулирующего элемента полевого транзистора позволило увеличить сопротивление резистора R3 до 1 МОм. Это уменьшило ток управления (не превышает 0,4 мА) и, соответственно, потери мощности на резисторе R3 (не более 0,16 Вт). У стабилизатора тока на полевом транзисторе есть существенный недостаток: повышенное падение напряжения на открытом транзисторе. Это вызвано высоким пороговым напряжением открывания полевого транзистора. Обычно оно лежит в пределах 2…4 В. К этому напряжению добавляется падение на токозадающем резисторе — 0,5 В. В результате, при токах ниже уровня ограничения на схеме ограничителя падает примерно 6 В. При постоянном токе 1 А, на транзисторе выделяется мощность до 6 Вт, что требует применения радиатора. При значительном снижении сопротивления нагрузки ток через нее будет ограничен заданным безопасным уровнем, а напряжение будет значительно меньше напряжения питания. В результате, падение напряжения на транзисторе VT3 увеличится, как и выделяемая на нем мощность. В пределе (при коротком замыкании в нагрузке) она составит более 300 Вт, что недопустимо. Поэтому в схему добавлен узел на элементах VT1, VD1, R1, R2, С1, превращающий источник тока в предохранитель. Его уровень срабатывания определяется делителем R1-R2 и напряжением стабилизации стабилитрона VD1 (примерно 25 В). Стабилитрон обеспечивает ключевой режим включения транзистора VT3, а конденсатор С1 — задержку времени срабатывания, делая схему нечувствительной к помехам и броскам тока при включении питания или помехах со стороны запитываемого устройства. От емкости конденсатора зависит время срабатывания предохранителя. Пока напряжение на схеме не превышает 25 В, она работает как источник тока. Затем открывается транзистор VT1 и шунтирует затвор полевого транзистора. В результате, тот закрывается, и нагрузка обесточивается. Ток нагрузки ограничивается резисторами R1, R3 и током утечки VT3 и в худшем случае не превышает 1 мА. В таком состоянии схема может находиться сколь угодно долго. На самой схеме рассеивается мощность не более 0,4 Вт. Устройство, изображенное на рис.19, предназначено для быстрого отключения потребителей энергии от сети, если ток в цепи превысит допустимую величину.


По сравнению с плавкими и электромеханическими предохранителями, электронный имеет значительно большее быстродействие. Кроме того, данное устройство можно легко и точно настроить на срабатывание при любом токе в диапазоне 0,1 …10 А. Питается устройство защиты непосредственно от сети по бестран­сформаторной схеме на элементах R7…R9, СЗ, С4, VD3…VD5. Коммутацию нагрузки выполняет электронный ключ — симистор VS1. Для его открывания на управляющий электрод через трансформатор Т2 поступают короткие импульсы. Эти импульсы формируются автогенератором на однопереходном транзисторе VT1. Для открывания симистора необходим ток через управляющий электрод до 100 мА. Этот ток обеспечивается в импульсном режиме. Конденсатор С2 заряжается от источника питания через резистор R2. Как только напряжение на нем достигает порога открывания транзистора VT1, конденсатор С2 разряжается по цепи переход эмиттер-база 1 VT1 — обмотка 1 Т2. Процесс этот повторяется с частотой, определяемой номиналами R2 и С2 (примерно 1,5… 2 кГц). Так как частота следования импульсов автогенератора значительно больше, чем сетевая (50 Гц), то симистор открывается практически в начале каждого полупериода сетевого напряжения. Датчиком тока в цепи нагрузки является трансформатор тока Т1. При протекании тока нагрузки R н проходит и через первичную обмот­ку Т1. Во вторичной обмотке (3-4) выделяется повышенное напряжение, пропорциональное току нагрузки. Это напряжение выпрямляется диодным мостом VD1 и поступает через резистор R5 на управляющий электрод тиристора VS2. Если данное напряжение достигает порога срабатывания VS2, он открывается и через диод VD2 закорачивает С2, так что автогенератор перестает работать. Когда импульсы, управляющие VS1, пропадают, нагрузка отключается. При этом светится индикатор HL1. Чувствительность срабатывания схемы можно плавно регулировать резистором R3. Конденсатор С1 предохраняет от срабатывания защиты при кратковременных помехах в сети.В отключенном состоянии схема может находиться долгое время, и чтобы вернуть ее в исходное, необходимо нажать кнопку SB1. А с помощью кнопки SB2 при необходимости нагрузку можно отключить вручную. Трансформатор тока Т1 — самодельный. Для намотки удобно ис­пользовать каркас и магнитопровод от любого трансформатора, приме­няемого в старых отечественных те­лефонах. Подойдет магнитопровод из железа или феррита М2000НМ типоразмера Ш5х5. Обмотка 3-4 выполняется проводом ПЭЛ Ø 0,08 мм и содержит 3000…3400 витков. Последней наматывается обмотка 1-2 проводом ПЭЛ-2 Ø 0,82…1,0 мм — 30…46 витков. Импульсный трансформатор Т2 . выполнен внутри броневого магнитопровода типоразмера Б14 из феррита с магнитной проницаемостью M2000HM. В центре сердечника необходимо обеспечить зазор 0,1…0,2 мм, что исключит его намагничивание в процессе работы. Обмотка 1 содержит 80 витков, 2 — 40 витков провода ПЭЛШО Ø 0,1…0,12 мм. В схеме использованы конденсаторы С1 и СЗ типа К50-35 на 25 В, С2 и С4 — К73-17 на рабочее напряжение не менее 63 В и 400 В соответственно, подстроечный резистор R3 — типа СПЗ-19а, остальные резисторы — любого типа. Кнопки SB1, SB2 и светодиод HL1 подойдут любые миниатюрные. Настройку схемы начинают с проверки работы автогенератора на транзисторе VT1. Для этого удобно питание подавать не от сети, а использовать внешний источник постоянного напряжения 15…20 В, подключив его в точки а и б. При работе автогенератора на конденсаторе С2 должно быть напряжение, форма которого показана на рис.20.


Если таких импульсов нет, то может потребоваться подбор сопротивления R2. Срабатывание тиристора VS2 при нажатии на кнопку SB2 должно фиксироваться. Если светодиод HL1 не светится после отпускания кнопки, следует уменьшить сопротивление R4 для увеличения тока, необходимого, чтобы удерживать VS2 в открытом состоянии. Проверить работу устройства р целом можно, подключив к гнездам XS1 лампу и стрелочный вольтметр. Прежде всего, необходимо убедиться в том, что симистор VS1 полностью открывается (измерив напряжение на лампе). Если это не так, нужно поменять местами выводы любой из обмоток трансформатора Т2. Схему электронного предохранителя можно упростить, убрав трансформатор тока Т1 и включив вместо его обмотки 1-2 резистор сопро­тивлением 0,2…0,3 Ом и диод. Сопротивление этого резистора подбирается под нужный ток защиты. Но в этом случае схема защиты будет работать на одной полуволне сетевого напряжения, что снизит ее быстродействие при отключении нагрузки.При использовании схемы следует учитывать, что некоторые потре­бители, например, лампы, импульсные источники питания, электромоторы и пр. в момент включения дают бросок тока. В этом случае порог срабатывания защиты надо увеличить или, что значительно лучше, принять меры по уменьшению этого броска.

Радиомир №3,4,5 2012г

Содержание:

Плавкие предохранители являются одноразовыми и требуют обязательной замены в случае их выхода из строя при скачках напряжения. Каждый из них рассчитан на определенный ток, однако при отсутствии подходящего элемента, ставится наиболее близкий по значению. Подобные действия оказывают негативное влияние на работу аппаратуры и снижают ее надежность. Поэтому в современных схемах используются ограничители тока, представляющие собой электронные предохранители. Эти приборы обеспечивают автоматическую защиту и существенно повышают быстродействие устройств.

Эффективность ограничителей тока

Плавкие предохранители использовались практически во всех схемах в течение длительного времени. Они часто выходили из строя и требовали ручной замены. При их отсутствии практиковалось использование самодельных устройств в виде различных перемычек, очень ненадежных и опасных во всех отношениях.

На смену этим простейшим элементам пришли электронные предохранители, исполняющие роль ограничителей тока. По своему действию они разделяются на две основные категории. Первая группа осуществляет восстановление питающей цепи после того как устранены причины аварии. Работа приборов второй группы происходит только с участием специалистов. Кроме того, существуют устройства пассивной защиты, сигнализирующие с помощью звука или света о возникновении опасной ситуации.

В радиоэлектронных устройствах защита от токовых перегрузок осуществляется с использованием резистивных или полупроводниковых датчиков тока, последовательно включаемых в цепь. Если напряжение падает ниже нормативного уровня, происходит срабатывание защитного устройства, отключающего аппаратуру от питающей сети. Данный способ защиты предполагает возможность изменения величины тока, при котором наступает срабатывание защиты.

Хорошую и эффективную защиту обеспечивает ограниченная величина предельного тока, проходящего через нагрузку. Заданный уровень не может быть превышен даже при наличии в цепи короткого замыкания. Ограничение предельного тока выполняется с помощью специальных устройств — генераторов стабильного тока.

Схемы электронных предохранителей

На представленных схемах отображаются наиболее простые автоматические защитные средства от токовых перегрузок. В основе устройства этих приборов лежат , обладающие начальным током, который не может быть превышен. Необходимая величина тока задается путем подбора определенного транзистора.

На схеме 1 используется элемент марки КП302А, указывающий на максимальное значение тока 30-50 мА. Для того чтобы повысить это значение, необходимо включить параллельно сразу несколько транзисторов.

Схема 2 работает с использованием обычных биполярных транзисторов с минимальным коэффициентом передачи тока 80-100. Путь входного напряжения начинается в резисторе R1, далее проходит через транзистор VT1, открывая его. Режим насыщения транзистора способствует уходу большей части напряжения к выходу. Если ток не превышает пороговое значение, в этом случае транзистор VT2 остается закрытым и светодиод HL1 светиться не будет. В схеме 2 резистор R3 является датчиком тока.

В случае падения напряжения транзистор VT1 закроется, ограничивая, таким образом, прохождение тока через нагрузку. Элемент VT2, наоборот, будет открыт, с одновременным включением светодиода. Номиналы элементов, указанных на схеме 2, соответствуют току короткого замыкания с напряжением 0,7 вольт, сопротивлением 3,6 Ом и силой тока 0,2 — 0,23 ампера.

На схеме 3 в электронном предохранителе в качестве ключа используется полевой транзистор VT1 повышенной мощности. Срабатывание защиты происходит при токе, зависящем от соотношения резистивных элементов. Важную роль играет величина сопротивления датчика тока, последовательно включаемого в цепь вместе с полевым транзистором. После того как защита сработала, повторное подключение нагрузки происходит путем нажатия кнопки SA1.

Ограничители тока — стабилизаторы

Стабилизаторы считаются одними из наиболее эффективных ограничителей тока. Например, с помощью устройства на схеме 1 возможно получение на выходе стабильного напряжения, с возможностью регулировки в пределах от 0 до 17 вольт.

От коротких замыканий и превышения тока применяются специальные элементы в виде тиристора VS1 и датчика тока на резисторе R2. Когда в нагрузке увеличивается ток, происходит включение тиристора с одновременным шунтированием цепи управленияVT1. После этого значение выходного напряжения становится равным нулю. Срабатывание защиты подтверждается включением светодиода.

После устранения неисправности повторный запуск стабилизатора происходит путем нажатия на кнопку SB1 и последующей разблокировки тиристора. Существуют ограничители тока, оборудованные защитой и звуковыми индикаторами перегрузок. Для управления генератором звуковой частоты используется специальный ключ на транзисторе.

Бытовая автоматика

Это устройство (рис. 7.21) выполняет роль электронного предохранителя- оно отключает нагрузку, если протекающий через нее ток превысит допустимый. Ток, протекающий через нагрузку, подключенную к разъему XI, создает на резисторе R3 падение напряжения. Часть этого напряжения, снимаемого с движка переменного резистора R2, подается в цепь базы транзистора V3. В коллекторной цепи этого транзистора включено электромагнитное реле К1. Если ток нагрузки превысит заданную величину, то реле К1 сработает и своими контактами Kl.l, К1.2 отключит нагрузку от сети и за-блокируется. В таком состоянии прибор остается до тех пор, пока не будет нажата кнопка S1 «Сброс».

Схема устройства

Резистор R1, диод V2, стабилитрон VI и конденсатор С1 образуют стабилизированный источник питания. Диод V4 предохраняет эмиттерный переход транзистора V3 от воздействия на него напряжения обратной полярности. Ток ограничения устанавливают переменным резистором R2. Минимальный ток ограничения определяется сопротивлением резистора R3.

При указанном на схеме номинале он составляет 0,2…0,3 А. Для защиты сети от коротких замыканий в нагрузке используется плавкий предохранитель F1. Контакты Kl.l, К1.2 реле соединены параллельно для увеличения возможного максимального тока нагрузки. Транзистор V3 может быть из серий МП25, МП26 с любым буквенным индексом, диод V4 — серий Д7, Д9, Д311. Стабилитрон Д816Г можно заменить тремя последовательно включенными стабилитронами Д814Д. Реле К1 — РЭС9 (паспорт РС4.524.205). Кнопка S1 -МТ1-1 или П2К. Максимальный ограничиваемый устройством ток нагрузки не должен превышать 1,5 А — иначе могут подгореть контакты реле К1.

Было бы преступлением не упомянуть здесь плавкие предохранители. Как и другие типы предохранительных устройств они призваны защищать участок цепи от губительных перепадов питающего тока.

Плавкие предохранители

Отличительная особенность таких предохранителей — их очевидная простота. Устройство представляет собой не что иное, как участок проволоки небольшого диаметра. Последняя легко плавится при превышении силы тока сверх заданного порога.

Конечно, у такого метода защиты есть очевидный недостаток – время реакции (плавление проволоки не происходит мгновенно). То есть от кратковременных, но от этого не менее губительных, импульсов тока он не спасет. Зато он очень эффективен при коротких замыканиях в сети или при превышении допустимой нагрузки.

Принцип работы основывается на тепловой работе, которую совершает ток при прохождении через проводники (и напряжение здесь не имеет особого значения).

Сила тока = Максимально допустимая мощность цепи / Напряжение

То есть максимальная сила тока, которую должен выдерживать плавкий предохранитель в цепи питания 220 В при максимальной нагрузке в 3 кВт – около 15 А.

Ввиду того, что плавкость зависит от множества факторов (диаметр проволоки, теплоотводящая способность окружающей среды, материал, из которого изготовлена проволока, и т.п.), то чаще всего сгоревший элемент меняют согласно готовым расчетам из таблицы ниже (для наиболее популярных металлов).

Таблица 1

Предохранители на реле

Как и было сказано выше, плавкие предохранители имеют серьезный недостаток – время реакции. Кроме того, сгоревший элемент необходимо полностью менять (требуется замена проволоки или всего предохранителя).

В качестве альтернативы можно рассмотреть реле.

Один из примеров реализации такой схемы ниже.

Рис. 1. Схема реле

При коротком замыкании в питаемой цепи резко возрастает ток, вследствие чего составной транзистор (VT1 VT2) запирается и всё напряжение прикладывается к первому реле, которое, в результате срабатывания, размыкает второе реле и ток остается только на закрытом составном транзисторе.

Обозначенный блок рассчитан только на цепи, ток питания которых не превышает 1,6А, что может быть неудобно для разных задач.

Её можно немного переделать так.

Рис. 2. Переделанная схема реле

Номинал R4 не прописан специально, так как он требует расчета в зависимости от параметров питаемой цепи.

В качестве основы можно использовать готовые показатели в таблице ниже.

Таблица 2

Обе приведенные схемы рассчитаны на работу только в цепях питания 12 В.

Электронные предохранители без реле

Если ваша схема питается током до 5 А и напряжением до 25 В, то вам определенно понравится схема ниже. Порог срабатывания может быть настроен подстроечным резистором, а время реакции можно задать с помощью конденсатора.

Рис. 3. Схема предохранителя без реле

Ввиду того, что под постоянной нагрузкой транзистор может греться, его лучше всего разместить на теплоотводе.

В качестве альтернативной реализации, но с тем же принципом.

Рис. 4. Схема предохранителя без реле

Еще более простой электронный предохранитель с минимумом деталей на схеме ниже.

Рис. 5. Схема электронного предохранителя с минимумом деталей

При возникновении короткого замыкания транзистор блокируется на непродолжительное время. Если блокировка будет снята, а короткое замыкание останется, то «предохранитель» снова сработает и так до тех пор, пока в питаемой цепи не будет устранена проблема. То есть такой предохранитель не требует включения или выключения. Единственный его недостаток – постоянное включение прямой нагрузки в цепи в виде резистора R3.

Электронный предохранитель для 220 В

Схемы электронных предохранителей, приведенные выше, могут работать только в цепях с постоянным питанием. Но что, если вам нужен быстродействующий предохранитель для защиты питания в цепях с переменным током 220 В?

Можно использовать схему блока защиты от перегрузок ниже.

Рис. 6. Схема блока защиты от перегрузок

Максимальный ток срабатывания этой схемы, выполненной на стабилизаторе 7906 – 2А.

T1 – транзистор TIC225M, а

T2 — BTA12-600CW (замена не допустима).

В качестве более простых альтернатив для цепей с переменным током могут выступать следующие.

Иллюстрированный самоучитель по схемотехнике › Электронные предохранители и ограничители постоянного и переменного тока [страница — 23] | Самоучители по инженерным программам

Электронные предохранители и ограничители постоянного и переменного тока


Рис. 5.4. Вариант электронного предохранителя на полевом транзисторе

Электронные предохранители [5.2] можно выполнить с использованием мощного полевого транзистора VT1 в качестве ключа (рис. 5.3 и 5.4). Ток срабатывания защиты определяется соотношением резистивных элементов и зависит, в первую очередь, от величины сопротивления датчика тока, включенного последовательно с полевым транзистором.

После срабатывания защиты для повторного подключения нагрузки необходимо нажать кнопку SA1.

Стабилизатор (рис. 5.5) позволяет получить на выходе регулируемое в пределах от 0 до 17 Б стабильное напряжение [5.3]. Для защиты стабилизатора от короткого замыкания и превышения тока в нагрузке использован тиристор VS1 с датчиком тока на резисторе R2. При увеличении тока в нагрузке включается тиристор, шунтируя цепь управления транзистора VT1, после чего напряжение на выходе падает до нуля. Светодиод HL1 индицирует факт срабатывания защиты. Для повторного запуска стабилизатора после устранения причин перегрузки следует нажать кнопку SB1 и разблокировать тиристор.


Рис. 5.5. Схема стабилизатора напряжения с защитой

Ток защиты в зависимости от величины сопротивления датчика тока – резистора R2 – может быть установлен от 20…30 мА о 1…2 А. Например, при R2=36 Ом ток срабатывания – 30 мА; при R2=4 Ом – 0.5 А.

В качестве транзистора VT1 можно использовать КТ815, Т801, КТ807 и др., VT2 – П702, КТ802 – КТ805 (с радиатором).

Схема источника питания со звуковым сигнализатором превышения потребляемого тока [5. 4] показана на рис. 5.6. Выпрямитель на диодах VD1 – VD4 питается от трансформатора, вторичная обмотка которого рассчитана на напряжение 18 В при же нагрузки не менее 1 А. Регулируемый стабилизатор напряжения выполнен на транзисторах VT2 – VT5 по известной схеме, потенциометром R7 на выходе стабилизатора может быть уставлено напряжение от 0 до +15 В.

Сигнализатор, обозначенный на схеме устройства как ЗГ (звуковой генератор), представляет собой генератор звуковой частоты с подключенным к нему акустическим излучателем, например, динамической головкой. Для управления работой звукового генератора использован ключ на транзисторе VT1.


Рис. 5.6. Схема стабилизатора напряжения со звуковой индикацией перегрузки

Предохранители. Общие сведения. Характеристики.

При большом числе предохранителей в электронном устройстве можно установить индикаторы перегорания предохранителей. Схема простого индикатора перегорания предохранителя приведена на рисунке 3. 4. Этот индикатор может работать в цепях как постоянного, так и переменного тока. В нормальном режиме напряжение на предохранителе очень мало и светодиод HL1 не горит. При сгорании предохранителя ток нагрузки начинает протекать через светодиод, который загорается, сигнализируя о перегорании предохранителя. Резистор R1 служит для ограничения тока, протекающего через светодиод. Его сопротивление рассчитывают, исходя из того, что при номинальной нагрузке через светодиод целесообразно пропускать ток 5-10 мА, а в режиме короткого замыкания нагрузки он не должен превышать максимально допустимый.

 

3. Автоматические выключатели

Неудобство плавких предохранителей состоит в том, что после каждой аварийной ситуации необходимо заменять плавкую вставку или сам предохранитель. Поэтому для защиты от короткого замыкания и токов перегрузки часто применяют автоматические выключатели, которые можно привести в рабочее состояние без замены каких-либо деталей.

Рассмотрим принцип работы автоматической пробки, широко применяемой в быту. Она включает в себя электротермический и электромагнитный предохранители. На рисунке 3.5 приведена схема, поясняющая принцип ее работы. В рабочем состоянии электрический ток протекает по цепи: фазный провод ф, неподвижные 9 и подвижные 8 контакты (замкнутые между собой), биметаллическая пластина 1, гибкий проводник 3, обмотка электромагнита 5, электрические лампочки, нулевой провод 0 питающей сети. Если в течение нескольких десятков секунд сила тока, протекающего в цепи, превышает максимально допустимое значение, то биметаллическая пластина 1, изгибаясь влево, освобождает левый конец рычага 2, удерживающего изолирующий толкатель 7 с подвижными контактами 8. В результате контакты 8 и 9 размыкаются и ток в цепи прекращается. При коротком замыкании цепи происходит практически мгновенное отключение нагрузки за счет того, что якорь 4, притягиваясь к сердечнику электромагнита 5, освобождает правый конец рычага 2. Для возвращения пробки в исходное рабочее состояние  необходимо с помощью кнопки (на рисунке кнопка не показана) рычаг с толкателем опустить вниз так, чтобы он был захвачен защелками биметаллической пластины и якоря электромагнита и сжал пружину 6.

В последнее время для низковольтных цепей постоянного тока применяют электронные предохранители. Схема одного из вариантов электронного предохранителя приведена на рисунке 3.6а. При нормальном режиме работы открыт транзистор VT2 за счет протекания тока базы по цепи: плюс источника питания, резистор R1, база-эмиттер транзистора VT2, минус источника. При увеличении тока увеличивается напряжение между коллектором и эмиттером транзистора VT2 и при напряжении примерно 0,5 В начинает открываться транзистор VT1. Открытие транзистора VT1 приводит к закрытию транзистора VT2.

Если в нагрузке произошло короткое замыкание, то ток короткого замыкания протекает по цепи: плюс источника питания, короткозамкнутая нагрузка, резистор R2, переход база-эмиттер транзистора VT1, минус источника. Так как транзистор VT2 в этом случае закрыт, то ток короткого замыкания ограничен резистором R2. После устранения короткого замыкания предохранитель самостоятельно не переходит в нормальное состояние. Для этого необходимо либо на короткое время закоротить между собой выводы базы и эмиттера транзистора VT1, либо отключить и снова подключить нагрузку. В этом случае транзистор VT1 закроется, транзистор VT2 откроется и напряжение будет подано на нагрузку.

На рисунке 3.6б приведена схема устройства, ограничивающего токи большие номинального. Величина номинального тока определяется сопротивлением резистора R3. При напряжениях на резисторе R3 более 0,5 В начинает открываться транзистор VT2, транзистор VT1 закрывается  и ток нагрузки ограничивается.   При сопротивлении резистора R3 10 Ом ограничение тока нагрузки происходит при 50 мА. После устранения перегрузки нормальная работа устройства восстанавливается автоматически.

На рисунке 3.6в приведена схема для защиты потребителей от перенапряжения в низковольтных цепях постоянного тока. Такая защита необходима в учебных лабораториях, чтобы при использовании регулируемых источников постоянного напряжения не вывести электронные устройства за счет превышения номинального питающего напряжения. При увеличении входного напряжения выше номинального пробивается стабилитрон VD2, открывается транзистор VT1, закрывается  VT2 и обеспечивается защита нагрузки от перенапряжения.

Электронный предохранитель с регулируемой защитой от перенапряжения

Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation добавила новую микросхему eFuse « TCKE712BNL » в свою линейку микросхем eFuse для многократного использования, поддерживающих функции защиты питания. линейные цепи.

Обычные физические предохранители — предохранители со стеклянными трубками и предохранители с чипами — защищают цепи линий электропередач, физически отключая их, когда они находятся в состоянии перегрузки по току, и после использования и поломки их необходимо заменять.

ИС

eFuse предназначены для замены таких предохранителей в обеспечении защиты и безопасности цепи питания, а также для обеспечения ряда встроенных функций защиты в дополнение к высокоточной защите от перегрузки по току.

TCKE712BNL защищает линии электропередач с помощью функции защиты от перенапряжения, которую можно настроить в соответствии с требованиями пользователя с помощью внешних резисторов. Он также имеет встроенную функцию блокировки обратного тока в выключенном состоянии, что позволяет использовать его в приложениях с мультиплексором мощности.

Кроме того, его встроенные функции защиты охватывают перегрузку по току, короткое замыкание и перегрев. Он также имеет функцию FLAG, которая передает внешний сигнал, если в цепи возникает неисправность, что упрощает обнаружение возможных неисправностей по сравнению с текущими продуктами Toshiba.

Toshiba продолжит укреплять свою линейку интегральных схем eFuse для защиты цепей линий электропередач для различных приложений.

Приложения

  • Защита цепей линий электроснабжения (ноутбуки, игровые приставки, оборудование дополненной и виртуальной реальности, умные колонки, роботы-уборщики, сетевые серверы и т. д.)

Характеристики

  • Функция обратного тока блокировки в состоянии ВЫКЛ.
  • Настраиваемая пользователем функция защиты от перегрузки по току/перенапряжению
  • Функция вывода сигнала ФЛАГ
  • Тонкий и компактный корпус WSON10: 3,00×3,00 мм (тип.), t=0,75 мм (макс.)

Щелкните здесь , чтобы ознакомиться с основными характеристиками.

 


Рубрики: Компоненты, Новости
С тегами: toshiba
 

Электронный предохранитель



Источник: Радио Электроника — Справочник электронного экспериментатора (1993)


Т.Л. ПЕТРУЗЕЛЛИС

Как устранить неполадки, связанные с питанием, без перегорания предохранителя после предохранитель? Просто используйте наш электронный предохранитель!

ЭЛЕКТРОННЫЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ — чувствительный быстродействующий регулируемый автоматический выключатель. который быстро станет одним из самых полезных настольных аксессуаров. Если вас поставила в тупик неисправная электронная схема и вы израсходовали число дорогостоящих или труднодоступных предохранителей, вы оцените этот недорогой автоматический выключатель.

Все, что вам нужно сделать, это подключить электронный предохранитель к ремонтируемому устройству, а затем отрегулируйте текущий контроль порога до значения, которое вам нужно в любом месте от 1/20 до 10 ампер.

Дополнительные области применения электронного предохранителя включают зарядные цепи. для морских/мобильных/авиационных систем, а также новые схемы. электронный автоматический выключатель можно использовать после проектирования новой цепи чтобы помочь выбрать правильный предохранитель номинала.Электронный выключатель есть подключается вместо штатного предохранителя ремонтируемого или испытываемого устройства. Если выключатель «срабатывает», загорается красный светодиод, и питание отключается. выключенный. Когда вы будете готовы продолжить, просто нажмите кнопку сброса.

==========


РИС. 1 — ЭЛЕКТРОННЫЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ почти как регулируемый автоматический выключатель, где вы можете настроить точку срабатывания в диапазоне от 0,1 до 12 ампер.


РИС. 2-СХЕМА РАЗМЕЩЕНИЯ ЧАСТЕЙ.Поскольку различные элементы управления монтируются непосредственно на печатной плате, вам, возможно, придется просверлить крошечные пилотные отверстия на печатной плате в центре каждого места управления поместите незанятую печатную плату непосредственно сверху корпуса, а затем перенести отверстия перед установкой компоненты на плате.

======

ПЕРЕЧЕНЬ ДЕТАЛЕЙ

Все резисторы 1/4 Вт, 5%, если не указано иное.

R1-107 200 Ом, 1 % R2-442 000 Ом, 1 % R3-387 000 Ом, 1 % R4-165 000 Ом, 1% R5, R6-300 000 Ом R7-50 000 Ом, аудио-потенциометр

R8-1500 Ом R9-12000 Ом R10-18000 Ом R11-13000 Ом R12-4700 Ом R13-2000 Ом R14, R15-1000 Ом

Конденсаторы

С1-200 пФ, 50 В, керамический С2-100 пФ, 50 В, керамический С3, С4-1 мкФ, 50 вольт, электролитический C5-100 мкФ, 50 вольт, электролитический

Полупроводники

IC1-LM358 маломощный двойной операционный усилитель IC2-LM339 счетверенный компаратор D1-D3-1N914 диод

Q4-1N4004 диод LED1-красный светодиод SCR1-NTE 5404 кремниевый управляемый выпрямитель Q1-2N3904 NPN транзистор

Прочие компоненты

Т1-трансформер самодельный (см. текст) на 0.5-дюймовый торриоидный сердечник из порошкового железа тумблер S1-DPDT переключатель S2-SPST тумблер S3-нормально замкнутый кнопочный переключатель F1-12-ампер быстродействующий предохранитель реле RY1-DPDT, катушка 12 вольт, контакты 12 ампер (или использовать два комплекта контактов параллельно, см. текст)

Прочее: печатная плата, кейс для проекта, держатель предохранителя, зажимы типа «крокодил», магнитная проволока калибра 30, Многожильный провод 24-го калибра, многожильный провод 16-го калибра, обрезки печатных плат для проволоки катушка, оборудование, припой и т. д.

Примечание: Следующие предметы можно приобрести у T.Л. Петрузеллис, 340 Торранс Авеню, Вестал, Нью-Йорк 13850:

Только печатная плата

— 8,25 долл. США. Комплект деталей, включающий сердечник торриода и провод (вы должны намотать его самостоятельно), микросхемы и корпус проекта (не включает блок питания) — 44,95 долл. США. розетка (см. текст). Добавьте $3.00 S&H. Жители Нью-Йорка должны добавить 7% налог с продаж. Пожалуйста, подождите 4-6 недель для доставки.

======

Описание цепи

Как показано на рис.1, два измерительных провода соединены последовательно с нормально замкнутые контакты реле RY1, 12-амперный предохранитель (F1) и двухвитковая первичка Т1, торрио-трансформатор. Вторичная обмотка T1 намотана под первичный на полудюймовом торриоде. Вторичная обмотка 100 витков 30-го калибра. магнитопровод с общим сопротивлением от 8 до 10 Ом. вторичка подключена к переключателю High-Low RANGE (S1). Коммутатор подключается к резисторной сети для обеспечения стабильности и удобства работы.

Нижний диапазон допускает значения от 1/10 до 6 ампер, а верхний диапазон включает значения от 1 до 10 ампер с перекрытием между диапазонами. конденсаторы C1 и C2 образуют высокочастотный фильтр, который помогает уменьшить пики и линейный шум.

Операционный усилитель IC1-a усиливает и выпрямляет входной переменный ток и подает его на IC2-a, компаратор LM339, который используется для регулировки порога или тока, через потенциометр R4. Зажим образован D3, который удерживает вход IC2-b до постоянного уровня.Отфильтрованный выход постоянного тока усиливается микросхемой IC2-b. и подан на Q1, транзистор 2N3904. Транзистор меняет выход IC2-b до нужного уровня и полярности, чтобы запустить SCR1. Когда входной ток превышает порог, установленный резистором R4, тиристор включится. реле разомкнется, и светодиод 1 покажет, что цепь «отключена». Светодиод останется включенным, и питание тестируемого устройства останется. до тех пор, пока не будет нажата кнопка сброса (S3).

Потребляемый ток на электронный предохранитель около 10-15 мА на холостом ходу и около 100 мА, когда реле втянуто.Обе интегральные схемы имеют однополярное питание. типов, поэтому можно использовать любую 12-вольтовую батарею или блок питания.


РИС. 3 — ЭТА КАТУШКА позволяет легко наматывать трансформатор торриода. (см. текст).

Строительство

Все, кроме реле и предохранителя, смонтировано на печатной плате, для чего мы предоставили шаблон фольги — вы также можете купить готовую доску, если хотите (см. список запчастей). Если вы используете печатную плату, вам придется просверлить отверстия в крышке корпуса очень точно подходят для переключателей, Светодиод и потенциометр прямо с печатной платы.Один из способов справиться с этой проблемой заключается в том, чтобы просверлить крошечное пилотное отверстие на печатной плате в центр расположения каждого компонента, который должен проходить через верхнюю крышку.

Затем поместите незаполненную печатную плату прямо на верхнюю крышку и перенести отверстия. Эта проблема должна быть решена перед установкой компоненты на плате. На рис. 2 показана схема размещения деталей.

Торриодный трансформатор был изготовлен из 0,5-дюймового торриода из порошкового железа.Катушка для проволоки была сделана из обрезков печатной платы размером около 1 1/4 дюйма. длиной и шириной 1/4 дюйма с V-образными насечками на обоих концах (см. рис. 3), и магнитная проволока 30-го калибра была намотана на катушку между двумя пазами.

Затем катушку вставили внутрь и вокруг ядра торриода (как швейная игла), образуя катушку из 100 витков (вторичная обмотка Т1) по всей окружности весь сердечник торриода (вы разматываете провод, когда делаете витки). Концы магнитной проволоки 30-го калибра были зачищены и тщательно спаяны. к проводам 24-го калибра.Затем на вторичное покрытие нанесли пятиминутную эпоксидную смолу. катушка. После того, как клей высох, два стыка были приклеены к краю torriod с другим пятном эпоксидной смолы, чтобы уменьшить напряжение на 30-м калибре провода.

Первичная обмотка намотана на вторичную двумя витками 16-го калибра. провод с достаточно толстой изоляцией примерно на 12 ампер. Тяжелый шнур может быть использован для основного, если хотите.

Torriod был помещен над квадратным вырезом на конце печатной платы. (как показано на рис.2), и крепится к плате пластиковой планкой размещается над торриодом и крепится двумя винтами.

Один из проводов 16-го калибра был соединен последовательно с предохранителем на 12 ампер; другой конец предохранителя был соединен с зажимом типа «крокодил». Другой Провод 16-го калибра был подключен к одному концу нормально замкнутого контакта RY1.

Оставшийся контакт реле был подключен к другому зажиму типа «крокодил». Примечание что реле, используемое в прототипе, представляет собой двухполюсный блок с контактами подключены параллельно, чтобы выдерживать больший ток.

На рис. 4 показан прототип. Более поздняя версия электронного предохранителя заменена зажимы типа «крокодил» с розеткой питания на шасси. тестируемое устройство подключается к розетке на электронном предохранителе и предохранитель на 12 ампер помещается в держатель предохранителя проверяемого устройства.

Электронный предохранитель, установленный на номинал предохранителя тестируемого устройства, затем полностью защитит неисправную цепь, пока вы не обнаружите проблему. Затем просто замените предохранитель оригинального номинала в цепи, которую вы только что отремонтировали.


—- ФОРМАТ ФОЛЬГИ для платы электронного предохранителя.


РИС. 4 — ВСЕ, КРОМЕ реле и предохранителя, установлены на печатной плате.


РИС. 5 — КАЛИБРОВКА ВЫПОЛНЯЕТСЯ с использованием катушки нагревательного элемента мощностью 1200 Вт. подключен к выходу вариака (см. текст).

Операция

Работа электронного предохранителя довольно проста. Зажимы типа «крокодил» соединяются к держателю предохранителя тестируемого устройства, по существу заменяя электронный предохранитель для предохранителя, который был в исходной схеме.Первый выберите положение высокой или низкой чувствительности S1i; низкий диапазон покрывает ‘ho до 6 ампер, а верхний диапазон охватывает от 1 до 10 ампер с перекрытием между два диапазона. Затем отрегулируйте R7 для текущей настройки, возвращает желаемое значение предохранителя. Включите выключатель питания S2 и сбросьте электронный предохранитель, нажав S3. Теперь включите тестируемое устройство; если светодиод-1 горит, то «предохранитель перегорел», и вы должны сбросить цепь, нажав S3. Продолжить для устранения неполадок, пока ремонт не будет завершен.

Калибровка электронного предохранителя проводилась с использованием нагревателя мощностью 1200 Вт. катушка элемента, но вместо нее можно использовать электрическую сковороду или тостер. Термостат в сковороде должен быть включен на максимум или отключен. Нагреватель подключается к выходу вариатора и входу вариатор соединен последовательно с амперметром и электронным предохранителем (см. Рис. 5). Выходная мощность вариатора медленно увеличивается с небольшими приращениями. Калибровка лист находится под регулировочной ручкой R4.

Калибровка должна быть выполнена как для верхнего, так и для нижнего диапазона. Начните с выбора нижний диапазон и поверните R4 по часовой стрелке примерно до середины. Далее включите variac и отрегулируйте примерно на 1 ампер, затем поверните R4 до точки срабатывания. Место сделайте отметку карандашом на калибровочном листе, снова опустите вариатор и сбросьте С3. Поднимите вариатор до точки, которую вы только что отметили для одного ампера, и посмотрите счетчик, чтобы убедиться, что вы потребляете один ампер, когда выключатель «отключается». Сейчас перейти к следующему значению, объявить R4 на полпути, установить переменную на два ампера и поверните R4 до точки срабатывания.Повторите процедуру для каждого значения предохранителя в нижнем и верхнем диапазонах.


nis5112 — Электронный предохранитель

%PDF-1.4 % 1 0 объект > эндообъект 5 0 объект /Заголовок (nis5112 — Электронный предохранитель) >> эндообъект 2 0 объект > эндообъект 3 0 объект > поток приложение/pdf

  • ON Semiconductor
  • nis5112 — Электронный предохранитель
  • NIS5112 — это интегрированный коммутатор, использующий N-канал верхней стороны. Полевой транзистор с внутренним зарядовым насосом.Этот переключатель имеет МОП-транзистор, который позволяет измерять ток с помощью недорогой микросхемы. резисторы вместо дорогих токовых шунтов с низким импедансом. Он предназначен для работы в системах с напряжением 12 В и включает в себя надежный схема тепловой защиты.
  • 2017-04-21T15:00:47-07:00BroadVision, Inc.2020-08-26T09:40:27+02:002020-08-26T09:40:27+02:00Acrobat Distiller 10.0.0 (Windows)uuid: b4bcc547-b7eb-4bc0-961c-092fb3ee2532uuid:722da2f2-e94a-4fd4-87cc-8748c1d2520eРаспечатать конечный поток эндообъект 4 0 объект > эндообъект 6 0 объект > эндообъект 7 0 объект > эндообъект 8 0 объект > эндообъект 9 0 объект > эндообъект 10 0 объект > эндообъект 11 0 объект > эндообъект 12 0 объект > эндообъект 13 0 объект > эндообъект 14 0 объект > эндообъект 15 0 объект > эндообъект 16 0 объект > эндообъект 17 0 объект > эндообъект 18 0 объект > эндообъект 19 0 объект > эндообъект 20 0 объект > поток HV[o6_qfDJetmRhӬ,d%nCReW1(\;$»[email protected]@cxw!UpfIa{+G!SDd)0ʡͺ UHj`W;fJ) 5OQ%s)蛿HSfBX)z5}«fkj]\㻮o^w^

    Toshiba добавляет новую микросхему eFuse IC, электронный предохранитель для многократного использования, который предлагает регулируемую защиту от перенапряжения и функцию вывода сигнала FLAG

    TOKYO—(BUSINESS WIRE)— Корпорация Toshiba Electronic Devices & Storage («Toshiba») добавила новую микросхему eFuse «TCKE712BNL» в свою линейку микросхем eFuse для многократного использования, поддерживающих функции защиты цепей линий электропередач.

    Toshiba: TCKE712BNL, новая микросхема eFuse для многократного использования, поддерживающая функции защиты цепей линий электропередач. (Графика: Business Wire)

    Обычные физические предохранители — предохранители со стеклянными трубками и предохранители с микросхемами — защищают цепи линий электропередач, физически отключая их, когда они находятся в состоянии перегрузки по току, и после использования и поломки их необходимо заменять. ИС eFuse предназначены для замены таких предохранителей в обеспечении защиты и безопасности цепи питания, а также для обеспечения ряда встроенных функций защиты в дополнение к высокоточной защите от перегрузки по току.

    TCKE712BNL защищает линии электропередач с помощью функции защиты от перенапряжения, которую можно настроить в соответствии с требованиями пользователя с помощью внешних резисторов. Он также имеет встроенную функцию блокировки обратного тока в выключенном состоянии, что позволяет использовать его в приложениях с мультиплексором мощности. Кроме того, его встроенные функции защиты охватывают перегрузку по току, короткое замыкание и перегрев. Он также имеет функцию FLAG, которая передает внешний сигнал, если в цепи возникает неисправность, что упрощает обнаружение возможных неисправностей по сравнению с текущими продуктами Toshiba.

    Toshiba продолжит укреплять свою линейку интегральных схем eFuse для защиты цепей линий электропередач для различных приложений.

    Приложения

    — Защита цепей линий электроснабжения
    (ноутбуки, игровые приставки, оборудование дополненной и виртуальной реальности, умные колонки, роботы-уборщики, сетевые серверы и т. д.)

    Особенности

    — Функция обратной блокировки тока в выключенном состоянии
    — Настраиваемая пользователем функция защиты от перегрузки по току/перенапряжению
    — Функция вывода сигнала ФЛАГ
    — Тонкая и компактная упаковка WSON10: 3.00×3,00 мм (тип.), t=0,75 мм (макс.)

    Основные характеристики

    (Если не указано иное, @T a =25°C)

    Номер детали

    TCKE712BNL

    Пакет

    Имя

    WSON10

    Размер тип.(мм)

    3,00×3,00, t=0,75 макс.

    Рабочие диапазоны

    Входное напряжение В IN (В)

    от 4,4 до 13,2

    Характеристики постоянного тока

    Ограничение превышения тока

    I OUT_CL тип.(А)

    В =12В

    2.00

    @V IN =9V

    2,58

    @V IN =5V

    3.65

    Сопротивление во включенном состоянии R ON тип. (мОм)

    53

    Характеристики переменного тока

    Быстрое время отключения

    т FASTTRIP тип.

    (нс)

    @T a = от -40 до 85°C

    320

    Функция защиты от перегрузки по току

    Возможна регулировка

    Функция защиты от перенапряжения

    Возможна регулировка

    Функция вывода сигнала ФЛАГ

    Встроенный

    Функция обратного тока блокировки

    Встроенный

    Проверка образцов и наличие

    Купить онлайн

    Перейдите по ссылке ниже, чтобы узнать больше о новом продукте.
    ТККЕ712БНЛ
    https://toshiba.semicon-storage.com/info/lookup.jsp?pid=TCKE712BNL

    Чтобы проверить наличие у онлайн-дистрибьюторов, посетите:
    ТККЕ712БНЛ
    https://toshiba.semicon-storage.com/ap-en/semiconductor/where-to-buy/stockcheck.TCKE712BNL.html

    Перейдите по ссылке, чтобы узнать больше о линейке микросхем Toshiba eFuse IC. ИС
    eFuse
    https://toshiba.semicon-storage.com/ap-en/semiconductor/product/power-management-ics/efuse-ics.html

    Запросы клиентов:
    Отдел продаж и маркетинга малых сигнальных устройств.
    Тел.: +81-3-3457-3411
    https://toshiba.semicon-storage.com/ap-en/contact.html

    *Названия компаний, названия продуктов и сервисов могут быть товарными знаками соответствующих компаний.
    *Информация в этом документе, включая цены и спецификации продуктов, содержание услуг и контактную информацию, актуальна на дату объявления, но может быть изменена без предварительного уведомления.

    О Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation
    Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation сочетает в себе энергию новой компании с мудростью опыта.Став независимой компанией в июле 2017 года, компания заняла свое место среди ведущих производителей устройств общего назначения и предлагает своим клиентам и деловым партнерам выдающиеся решения в области дискретных полупроводников, системных БИС и жестких дисков.

    Его 24 000 сотрудников по всему миру разделяют стремление максимизировать ценность своей продукции и делают упор на тесное сотрудничество с клиентами для содействия совместному созданию ценности и новых рынков. Компания надеется нарастить годовой объем продаж, который в настоящее время превышает 750 миллиардов иен (6 долларов США.8 миллиардов) и внести свой вклад в лучшее будущее для людей во всем мире.
    Узнайте больше о Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation по адресу https://toshiba.semicon-storage.com/ap-en/top.html

    Источник: Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation

    LOCC Box DC Электронный предохранитель для цепей 24 В пост. , особенно при длинных кабельных трассах и небольших кабельных площадях.Селективность не работает и все группы отключаются до срабатывания миниатюрного автоматического выключателя в тепловом диапазоне, что может занять несколько минут.

    Серия электронных предохранителей Lutze LOCC Box надежно срабатывает даже при длинных кабелях, что обеспечивает хорошую селективность без перебоев в подаче электроэнергии для безотказных групп. Номинальный ток предохранителя устанавливается с помощью регулировочного кольца под защитной крышкой. Ток можно установить в пределах 1-10 А с шагом 1 А.