Стабілізатор напруги з регульованим захистом струму. Регульований стабілізатор напруги з регульованим опроміненням вихідного струму. Схема стабілізатора з регульованим блоком живлення
11
Регульований стабілізатор напруги з регульованим гасінням вихідного струму
Просте відносно схемка, з середніми параметрами, на основі транзисторів з великим посиленням. Була зроблена для своїх потреб як лабораторне.
Часто доводилося займатися ремонтом або запуском різних схем, для яких потрібно просто мати чим їх живити 3V, 5V, 6V, 9V, 12V ... І щоразу шукав що-небудь підходяще. У хід йшли блоки живлення від калькуляторів, магнітофонів, акумуляторів, батарейок. Іноді тішився, що відповідне джерело не давало великих струмів, таким чином рятуючи мене від зайвих витрат. Звичайно робив одно-дво-транзисторні стабілізатори для вирішення цієї проблеми, але результати не задовольняли. Десь на другій хвилі натхнення народилося те, з чим я хочу поділитися.
Застосовується досі при ремонті та запуску пристроїв, якщо підходить вихідна напругазвичайно. А також при незвичайному застосуванні - перевірка стабілітронів, зарядка пальчикових акумуляторів, просто як джерело стабільного струму. У таких випадках дуже зручна наявність хоча б вольтметра на виході.
Найпростіший стабілізований блок живлення
Конденсатори після двох інтегральних схем служать головним чином. Зменшіть індуктивні ефекти інтегратора та їх відповідних радіаторів інших компонентах друкованої схеми. І тому рекомендується розміщувати їх поруч із інтегрованим радіатором.
Цей тип стабілізованого джерела живлення, тільки через використання згаданих вище двох інтегральних схем, дозволяє. Забезпечити захист від струмів короткого замикання. Не вимагайте додаткових електронних компонентів для подальшої стабілізації напруги.
Схема
Пристрій розроблялося для вихідної напруги 1...12V та регулювання вихідного струму в межах 0,15...3А. Звичайно для хороших результатів поставив транзистори з посиленням понад 500 (зняті з плати МЦ-31 телевізора 3усцт), а складовий регулюючий – близько 10 000 (якщо вимірювач не бреше – взяв із модуля СКР телевізора 2усцт, корекція растру).Важливо, що живив схему від автомобільного акумулятораколи знімав дані.
Далі поставив трансформатор і деякі дива типу 3А при 12V стали неможливими. Падало напруження на виході випрямляча. Кому ще цікаво – ближче до схеми.
Це інтегрований лінійний контролер з контролем струму, який має захист від короткого замикання та струму, температуру та максимальну вхідну напругу. Напруга живлення - це напруга 230 В перем. При мінімальній вихідній напрузі джерело живлення може подавати тільки вихідний сигнал 1А, тому що потужність, що розсіюється, буде занадто високою і тому зажадає занадто багато теплоносіїв.
Він в першу чергу призначений для послідовних, а потім лінійних, але також може використовуватись як контролер комутатора. Він має внутрішній джерело опорної напруги, який може бути використаний для операцій регулювання, зокрема є опорна напруга 15В, який подається назовні через спеціальний штифт інтегральної мікросхеми.
Схема стабілізатора напруги з регульованим обмеженням вихідного струму
Отже, на Х1 подається мінус джерела напруги, а з Х2 береться стабілізована і обмежена у вихідному струмі напруга. Якщо коротко, то VТ3 – регулюючий, VТ4 – компаратор та підсилювач сигналу помилки стабілізатора напруги, VТ1 – компаратор та підсилювач сигналу помилки стабілізатора вихідного струму, VТ2 – датчик наявності обмеження вихідного струму. За основу було взято поширений варіант стабілізатора напруги.
Інтегрований забезпечує чудові рівні регулювання лінії та навантаження, тобто пригнічує пульсацію та шум вхідної напруги, а також поглинає зміни струму навантаження, не створюючи шуму на вихідній напрузі. Максимальний струм також може відрізнятися від зазначеного вище, змінюючи лише кілька значень.
Перша схема, тобто регулятор напруги 7 з максимальною напругою 3, меншою максимальної напруги вхідного струму 2А і захисту від короткого замикання, виглядає наступним чином. Це вірно, якщо вхідна напруга становить 35, якщо воно менше, ніж потужність не 56, але вона менше.
Вихідна схемаз фіксованою напругою та захистом по струму
Вона злегка змінена, щоб можна було змінювати у можливо більших межах вихідну напругу, та прибрати блокування стабілізатора. Доданий R8, щоб уможливити роботу схеми обмеження вихідного струму на VТ1. Доданий R7 та VD3 для встановлення меж зміни вихідної напруги. Конденсатори С1 та С2 допоможуть зменшити пульсації на виході.
Друга діаграма, а саме: регулятор напруги 7В-7В з максимальним струмом 2А та захист від короткого замикання виглядає наступним чином. Остання діаграма є стабілізованим джерелом живлення з мінімальною напругою 7 В і максимальним струмом 2А із захистом, але з максимальною напругою, що залежать від типу використовуваного діода Зенера, тобто.
Давайте подивимося сьогодні, щоби реалізувати нашу першу схему. Ми бачили в цій статті, що це можна порівняти з легкою, яка заряджається та розряджається, і ми бачили, що цю функцію можна використовувати для вирівнювання напруги. Давайте подивимося, що відбувається.
Тепер дозвольте мені пройтися з поясненнями по другому колу (див. першу схему). При появі на вході Х1 щодо загального дроту негативного постійної напругив межах 9...15V, з'явиться струм у ланцюзі R2-VD2-R6-VD1. На стабілітроні VD1 з'явиться стабільна напруга. Частина цієї напруги подається на базу VТ4, що в результаті відкриється. Його струм колектора відкриє VТ3. Струм колектора VТ3 зарядить С2, а через дільник R9, R10 частина напруги С2 (воно ж вихідне) надійде на емітер VТ4. Цей факт не дозволить вихідній напрузі зростати більше, ніж подвоєне (Uбази VT4 - 0,6V). Подвоєне тому, що дільник R9, R10 на два. Так як на базі VT4 напруга стабільна, вихідне теж буде стабільним. Це робочий режим. Транзистори VТ1, VТ2 закриті і не впливають.
Червоний графік є вихідною напругою випрямного моста, а синій графік – це напруга на конденсаторах, це те, що ми знайдемо після конденсатора. Як тільки почнеться перша напівхвиля, конденсатор заряджається сам із собою, що призводить до максимального значення напруги, коли напівхвиля падає, конденсатор повільно починає розряджатися, але він здатний розряджатися дуже мало, тому що знову є інша напівхвиля, яка повністю перезаряджає конденсатор, доводячи напругу до його максимального значення.
На практиці змінна напруга 12 досягає піку, що досягає близько 17, і це точно значення, яке буде приймати напругу після вирівнювання. Компонент має 3-контактний вхідний контакт 1, де завжди має бути більше висока напруга, ніж вихідна напруга, що заземляє контакт 2, завжди з'єднаний із землею, тобто негативний, і вихідний висновок 3, з якого слід намалювати натяг наставлене на бажане значення.
Під'єднаємо навантаження. З'явиться струм навантаження. Він потече по ланцюгу R2, Е-К VТ3 і далі навантаження. R2 працює датчиком струму. Пропорційно струму на ньому утворюється напруга. Ця напруга сумується з частиною напруги, взятої за допомогою R5 від VD2 і додається до базового переходу VТ1 (R3 – чисто для обмеження струму бази VТ1 при кидках та захисту таким чином VТ1) і коли воно стає достатнім для відкриття VТ1, пристрій входить у режим обмеження вихідного струму. Частина струму колектора VТ4, який раніше надходив до бази VТ3, зараз йде через перехід база-емітер VТ2 в колектор VТ1.
Завдяки великому коефіцієнту посилення транзисторів, напруга база-емітер VТ1 підтримуватиметься близько 0,6V. Це означає, що напруга на R2 буде незмінною, отже струм через нього, а далі через навантаження теж. Двигуном R5 можна вибирати обмеження струму від мінімального до майже 3А.
За наявності режиму обмеження струму відкритий і VТ2, своїм струмом колектора він запалить світлодіод HL1. Слід розуміти, що обмеження струму має пріоритет перед «стабільністю» вихідної напруги.
Цей контролер є частиною сімейства контролерів, де останні дві цифри коду визначають вихідну напругу. Ця остання межа може бути значно нижчою, оскільки вона залежить від різних факторів. Прості розсіюються у спеку, і ми вже бачили у статті, що ми можемо обчислити це значення.
Тому, щоб запобігти занадто багато нагрівання, крім радіатора, згаданого раніше, ми можемо зменшити його потужність, і для цього у нас є 2 альтернативи, або ми зменшуємо енергопостачання, або ми повинні задовольнятися споживанням меншого струму. Це пояснює, чому ці 2А-максими оголошені, вони теоретичні, тоді практично також залежать від того, скільки вхідної напруги і наскільки добре регулятор охолоджується.
На виході пристрою я поставив вольтметр, а ось коли потрібне обмеження на певному струмі, просто скорочую вихід тестером в режимі амперметра і за допомогою R5 домагаюся бажаного.
Деталі
Схемка простенька, але все хороше засноване на великому посиленні транзисторів (більше 500). А VТ3 взагалі складеною. Букв на назвах транзисторів немає, але маємо всі підійти. У мене все "Г". Головне – посилення та малі витоки. У довіднику пишуть, що деякі літери «Ку» мають від 200, але мої всі мали більше 600. Змінники попалися групи А. Для VТ3 потрібен радіатор. Я поставив якийсь був і вліз у корпус. Максимальну надійність забезпечить лише радіатор, розрахований на розсіювання потужності, що дорівнює Uвходное помножити на 3А, тобто. 30...50Вт.Думаю мало кому знадобиться 1V на 3А довго, тому сміливо можна ставити радіатор у 2...3 рази менше.
VD2 і VD3 є джерелами напруги в 0,6V. Можна використовувати інші кремнієві діоди. R4 – дещо зсуває поріг, коли спалахує світлодіод. Якщо він горить, значить йде обмеження вихідного струму. R1 просто обмежує струм світлодіода. Потенціометри можна і з більшим номіналом (у 2...3 рази). R8 можна зменшити (десь до 4к), якщо транзистора VТ3 не вистачить посилення.
Очевидно, що ця схема повинна харчуватися змінною напругою від 12 до 24, тому, очевидно, він не може бути безпосередньо підключений до 220 В, але він повинен бути підключений за допомогою трансформатора. Завдяки трансформатору ми можемо підключити нашу схему до мережевому напрузі, Очевидно, підключивши 220-вольтове джерело до домашньої розетки, а 12-вольтовий вихід на вході нашої схеми. Потім ми можемо додати світлодіод, що вказує, що наше джерело живлення увімкнено і може бути підключений, і, можливо, вставте 2 гвинтові клеми, щоб спростити підключення нашої схеми.
З друкованою платою - як завжди в простих схемах, що виготовляються в єдиному екземплярі. Була плата для іншого регульованого стабілізаторанапруги, параметри якого не влаштовували. Вона була перетворена на макетницю і на ній зібрана дана схема. Резистори використані на 0,25 Вт (можна і 0,125) – не бачу особливих вимог. При 3А (якщо Ваш випрямляч їх дасть) - заводський дротяний R2 (2 Вт-а) буде на межі і варто ставити потужніше (5Вт). Електроліти – К50-16 на 16V.
Якість електричної потужностіможе впливати на продуктивність системи і тому необхідно відрегулювати та стабілізувати, щоб усунути усі дефекти, які можуть пошкодити батареї. Сила має вирішальне значення для забезпечення максимальної продуктивності систем та усунення дефектів, які можуть поширюватися в мережі як затримки, гармоніки, імпульси та перевантаження. У всіх схемах на друкованих платах фактично існують конденсатори, що вводять фазові зрушення та індуктивності, які вводять фазові затримки, і є вкладки, що містять сотні з них.
Якщо немає складеного транзистора - "складіть" його з чого є. Почніть із КТ817 + КТ315, з літерами «Б» і далі. (Якщо все ж таки не вистачить посилення у VТ3, я б зменшив R9 і R10 до 200 Ом і R8 до 2 кОм).
Трансформатор, випрямляч та конденсатор фільтра – Ваші. Вони не менш важливі, але я хотів розповісти тільки про такого більш-менш універсального стабілізатора. (У мене стоїть 10-ватний транс на 10V/1А змінного, звідки взятий блоковий місток на 1А, і 4000мкФ/16V електроліт фільтра. Соромно, зате все влазить у корпус.
Якщо все було добре спроектовано, зміни фази напруги та струму повинні компенсувати ланцюги, але насправді теплові коливання можуть створювати електромагнітні муфти, які уникають конструкторів і створюють перешкоди та шуми у вигляді піків напруги та струму, здатних перемістити фазу того чи іншого.
З цієї причини ми намагаємось скоригувати коефіцієнт потужності або фазовий кут між двома носіями напруги та струму, щоб максимально зменшити його. Схеми корекції коефіцієнта потужності є основними, оскільки часто потужність надходить із загальнодоступної мережі з вже напруженою напругою та струмом, а також заповнюється нерівностями.
Потрібно помітити, що стрілочний індикатор (у схемі не вказаний) за допомогою перемикача, можна використовувати як вольтметр і як амперметр. У першому випадку бачимо вихідну напругу, у другому вихідний струм.
Разом
Вищерозписаний пристрій у мене працює у складі «все в одному»: розвинений (хоч і однополярний) блок живлення, частотомір та генератор звукових частот (синус, квадрат, трикутник). Схеми взято з журналу «Радіо». (Працюють не зовсім тому, що хотілося б. По-перше тому, що вніс занадто багато «несанкціонованих» змін – особливо в елементній базі – поставив що мав.) Звичайно є можливість роботи головки вольтметра як індикатор частоти в частотомірі. При використанні генератора – частотомір показує частоту. Є й вихід змінної напруги 6,3V і 10V , про всяк випадок.Корпус, який видно на фотографії не дуже, щоб його повторювати. І взагалі: все там замислювалося, як дзеркальне відображення, але загнув передню панель помилково не в той бік. Я розтроївся і не став його ніяк прикрашати.
Тому необхідно фільтрувати і регулювати потужність перед її використанням для регенерації літій-іонних батарей, що перезаряджаються, які поставляють найсучасніші електронні вироби. Навколо батарей є безліч схем управління, які спочатку захищають їх від надмірних значень напруги та струму, а потім запобігають несправностям, уникаючи подальшого поширення дефектів.
Аналоговий підхід дозволяє знизити енергоефективність на 90% набагато більше, ніж цифрові контролери. На практиці перший чіп містить високий вхідний імпедансний підсилювач, який вимірює розряд батареї та зарядний струма потім диференціальний підсилювач, який вимірює його миттєву напругу.
Файли
Віктор Бабешко повторив конструкцію, надіслав свій варіант печатки та фотку.Файл у LayOut: ▼
Відчутним недоліком плавких запобіжників є їх одноразовість, необхідність подальшої заміни ручної на інший запобіжник, розрахований на той же струм захисту. Найчастіше, коли під рукою немає відповідного, використовують запобіжники на інший струм або більше того, ставлять саморобні (сурогатні) запобіжники або просто масивні перемички, що вкрай негативно впливає на надійність роботи апаратури і небезпечно в пожежному відношенні.
Забезпечити автоматичний багаторазовий захист пристрою та одночасно підвищити його швидкодію можна за рахунок використання електронних запобіжників. Ці пристрої можна поділити на два основні класи: перші з них самовідновлюють ланцюг живлення після усунення причин аварії, другі лише після втручання людини. Відомі також пристрої з пасивним захистом – при аварійному режимі вони лише індикують світловим або звуковим сигналом про наявність небезпечної ситуації.
Для захисту радіоелектронних пристроїв від перевантажень струмом зазвичай використовують резистивні або напівпровідникові датчики струму, включені послідовно в ланцюг навантаження. Як тільки падіння напруги на датчику струму перевищить заданий рівень, спрацьовує захисний пристрій, що відключає навантаження від джерела живлення. Перевагою такого способу захисту є те, що величину струму спрацьовування можна легко змінювати. Найчастіше досягають за допомогою датчика струму.
Іншим ефективним методомЗахист навантаження є обмеження величини граничного струму через неї. Навіть за наявності в ланцюзі навантаження короткого замикання струм за жодних обставин не зможе перевищити заданий рівень та пошкодити навантаження. Для обмеження граничного струму навантаження використовують генератори стабільного струму.
Схеми простий автоматичного захистурадіоелектронних пристроїв від перевантажень струмом представлені на рис. 5.1 та 5.2. Робота пристроїв такого типу (стабілізатор струму на основі польового транзистора) Докладно розглядалася раніше у розділі 5 (книга 2). Струм навантаження при використанні такого обмежувача не зможе перевищити початковий струм стоку польового транзистора. Величину цього струму можна задавати підбором типу транзистора, наприклад для наведеного на схемі транзистора типу КП302В максимальний струм через навантаження не перевищить значення 30 ... 50 мА. Збільшити значення цього струму можна паралельним включенням кількох транзисторів.
Модуль приймає вхід ± 25 В і може виводити до 25 А завдяки сцені, утвореній двома мосетами як із захисним діодом між колектором та емітером. 
Тема курсу: дизайн стабілізатора напруги. ПРОЦЕДУРА ОБРОБКИ НАВІГАЦІЙНОГО СТАБІЛІЗАТОРА. Зміна напруги живлення.
Вступ Пристрої живлення, що використовують потужність мережі розподілу електроенергії. електроживлення електронного обладнання, є електронними перетворювачами змінної напруги постійного струму. Крім конверсії вони майже завжди виконуються. стабілізації напруженої напруги та захисту від екстремальних значень струмів та напруг. Перетворення змінної напруги постійно здійснюється випрямлячами, стабілізацією стабілізаторів та захистом ланцюгами та захисними елементами.
Рис. 5.1. Обмеження граничного струму навантаження за допомогою польового транзистора
Рис. 5.6. Схема стабілізатора напруги зі звуковою індикацією навантаження
Під час роботи стабілізатора струм навантаження проходить через датчик струму R1, створюючи у ньому падіння напруги. Поки що струм невеликий (при зазначеній на схемі величині цього резистора не більше 0,3 А), транзистор VT1 закритий. У міру зростання струму споживання та, відповідно, збільшення напруги на резисторі, транзистор наближається до порога відкривання. Коли напруга між базою і емітером транзистора VT1 досягне 0,7, він відкривається і при подальшому зростанні струму переходить у стан насичення. При відкритті транзистора випрямлену напругу надходить на акустичний сигналізатор і приводить його в дію.
Звуковий сигналізатор навантаження на транзисторі VT1 може бути вбудований у будь-яке інше джерело живлення.
Електронний запобіжник для ланцюгів постійного струму і одночасно стабілізатор напруги може бути виконаний за схемою, показаною на рис. 5.7. На перших двох транзисторах (VT1 і VT2) зібрано стабілізатор напруги за традиційною схемою, однак паралельно стабілітрону VD1
цключен релейний каскад на транзисторах VT3 - VT5 із дат-сом струму на резисторі Rx. При збільшенні понад задану ему струму в навантаженні цей каскад спрацює і зашунтує ста-пітрон. Напруга на виході стабілізатора впаде до не-(читальної величини.
Один блок живлення зазвичай включає всі три типи вузлів, деякі з яких можуть. повторювати кілька разів. Можливі варіанти з кількома схемами блоків живлення змінного струму. На малюнку 1 показані два найпоширеніші. На фіг. 1а показано джерело живлення мережі. трансформатор та одноразове перетворення енергії. І тут напруга мережі.
У галузі охорони здоров'я та харчування 2. В обох версіях, крім схеми живлення, є схеми управління, захисту та сигналізації. які мають різну складність залежно від їх призначення та вимог. У всіх пристроях живлення напрям енергії від джерела до споживача - у цьому. пояснюється та вивчається послідовність дидактичних міркувань. Однак при їх розробці вихідними даними є дані споживача та настрій. Це робиться у зворотному порядку - від споживача до сітки.
5.7. Схема електронного запобіжника – стабілізатора напруги постійного струму
Для розблокування схеми захисту досить коротко- натиснути кнопку SB1.
Використання автоматичних вимикачівнавантаження по-!є запобігти розряду елементів живлення або захистити чник живлення від перевантаження. Виконувати функції таймера і вимикати навантаження при короткому замиканніпо-яє пристрій за схемою на рис. 5.8.
Автовимикач навантаження працює наступним чином, короткочасне натискання кнопки SB1 конденсатор С1 заря-ся від джерела живлення через резистор R1. Одночасно атує ключ (ключі) /ШО/7-комутатора (DA1), забезпеч-я тим самим включення потужного транзистора VT1. Якщо ключ SA1 розімкнений, пристрій працює за схемою ера. Конденсатор С1 розряджається через ланцюжок включений-1аралельно йому резисторів R3 і R2. Коли конденсатор С1 чдится, пристрій самостійно відключиться від джерела<ия и отключит нагрузку.
При замкнутому перемикачі SA1 таймер не працює. 7-комутатор блокується подачею на керуючий вхід (входи) напруги високого рівня через діод VD2 та резистори R4, R5. Схема захисту джерела живлення від короткого замикання навантаженні виконана на транзисторі VT2 і працює наступним чином. При роботі пристрою в нормальному режимі транзистор VT2 закритий і не впливає на інші елементи схеми. При короткому замиканні в навантаженні струм через діод VD2 не протікає, транзистор VT2 виявляється підключеним до конденсатора С1, на його базу надходить зсув зсуву через резистори R5 і R6. Конденсатор С1 розряджається і відбувається відключення пристрою. Резистор R4 обмежує початковий кидок струму за розряду конденсатора С1.
Наприклад, для схеми рис. Дизайн має бути в наступному порядку:. - дизайн вихідного фільтра; - конструкція стабілізатора; - Проектування групи клапанів та мережевого фільтра. - конструкція трансформатора; - Розробка схем управління, захисту та сигналізації. У свою чергу, кожен окремий вузол інтегрованого блоку живлення сконструйовано у певній послідовності: - вказівку вихідних даних, що визначаються споживачем, сусідніми вузлами, джерелом живлення. джерело та навколишнє середовище; - Вибір схематичного рішення; - Визначає режим роботи елементів схеми та їх розрахунок чи вибір за каталогом. - Перевірка довговічності екстремальних умов та розробка відповідного захисту.
Рис. 5.8. Схема автовимикача навантаження – таймера
При сумарному опорі резисторів R2 і R3 100 кОм таймер забезпечує витримку в 1 с, при сумарному опорі 200 кОм - 2 с, 300 кОм - 3 с і т.д. до 33 сік. Збільшити час витримки однією-два порядку можна збільшенням номіналів R2, R3 і С1.
Максимальний струм навантаження визначається типом транзистора VT1, що використовується, і наявністю у нього тепловідведення. Незадіяні ключі комутатора можна підключити паралельно DA1.1 або використовувати у подібних взаємонезалежних схемах автовимкнення навантаження. Таке включення може бути використане в схемах резервування функцій для забезпечення підвищеної надійності роботи пристроїв: вихід з ладу одного з опорів навантаження не спричинить відключення або пошкодження інших каналів. Перемикач SA2 може бути включений за
малих (до 10 мА на ключ) струмах навантаження. При струмах навантаження до 40 мА можна виключити із схеми транзистор VT1. В цьому випадку всі ключі /ШО/7-комутатора DA1 повинні бути з'єднані паралельно.
Пристрій працює в діапазоні напруги живлення 5... 15 В і навіть при 4 б. Вимкнення пристрою можна натисканням кнопки SB2. У відключеному стані воно споживає струм до часток-одиниць мкА.
Відомо, що в послідовно з'єднаному ланцюзі елементи акумуляторної батареї, розряджені до напруги нижче 1,1 В, з джерела напруги перетворюються на додаткове навантаження для ще нерозрядних елементів, викликаючи різке падіння напруги на висновках батареї акумуляторів. Крім зниження енергоємності батареї акумуляторів в цілому, це може призвести і до "пошкодження окремих її елементів".
Проектування стабілізаторів напруги із вбудованим. Максимальний струм може споживатися виходом опорного джерела 15 мА. Максимальна теплова потужність усієї інтегральної схеми становить 800 мВт. Відповідно до відносних відносних змін вхідної напруги та його коефіцієнта пульсації визначається вхідна напруга стабілізатора. Обчисліть максимальну теплову потужність у регулювальному транзисторі та встановіть його. вибирає його тип та спосіб охолодження. Зрештою, остаточний варіант схеми.
Ланцюги мають розміри в ланцюзі захисту струму. Ланцюги зворотного зв'язку за напругою мають розміри. Розрахуйте коефіцієнт стабілізації напруги стабілізатора. формула. Розрахуйте ефективність стабілізатора. Розрахуйте струм короткого замикання. Обчислити середній коефіцієнт передачі вхідного дільника.
Рис. 5.9. Схема пристрою автоматичного вимкнення акумуляторної батареї
Пристрій, схема якого показана на рис. 5.9, запобігає надто глибокому розрядженню елементів у батареї. Воно вмикається між акумуляторною батареєю та навантаженням. Принцип дії ґрунтується на контролі напруги на навантаженні. Коли воно знижується до рівня 1,1х пВ (де п - число елементів з акумуляторної батареї) навантаження і сам пристрій відключаються контактною групою реле, і струм через акумуляторні елементи припиняється (якщо в самій батареї відсутні ка-<ие-либо неисправности).
При натисканні кнопки SB1 до джерела струму підключаються і навантаження, і сам контрольний пристрій. Напруга на
інвертуючому вході мікросхеми DA1 (висновок 2) визначається стабілітроном VD1 і становить 3,9 В, а на неінвертуючому (висновок 3) - дільником напруги на резисторах R1 і R2, причому при нормальній напрузі джерела воно дещо вище, ніж на вході, що інвертує. У такому стані на виході мікросхеми є високий рівень напруги - реле К1 включається, та його контакти К1.1 залишають включеними навантаження та контролюючий пристрій навіть при відпусканні кнопки включення.
Коли напруга на батареї впаде настільки, що його величина на вході, що не інвертує, стане менше 3,9 6, на виході мікросхеми напруга стане низьким, і реле знеструмиться, розриваючи ланцюг живлення. Момент перемикання залежить від напруги на батареї акумуляторів та величини опору резистора R1, який слід вибрати відповідно до таблиці 5.1. Для обмеження базового струму транзистора між виходом мікросхеми та базою слід увімкнути резистор опором 1...10/Ю/І.
Таблиця 5.1. Опір резистора R1 при різній напрузі батареї
Цей пристрій може спричинити помилкові спрацьовування, якщо до джерела живлення підключають занадто потужне навантаження, при якому напруга батареї миттєво «підсідає». У цьому випадку відключення навантаження ще не говорить про те, що елемент (елементи) акумуляторної батареї розрядився до нижньої допустимої межі. Підвищити завадозахисність
/будівництва дозволить підключення конденсаторів паралельно $ходам компаратора.
Зарядні пристрої (ЗУ) зазвичай забезпечені електронним захистом від короткого замикання на виході. Однак ще! зустрічаються прості ЗУ, що складаються з понижуючого транс-рорматора і випрямляча. У цьому випадку можна застосувати неложний електромеханічний захист з використанням реле 1лі автоматичних вимикачів багаторазової дії (на-|ример, автоматичні запобіжники або АВМ у квартирних електролічильниках) . Швидкодія релейного захисту становить приблизно 0,1 сек, а з використанням ABM - 1...3 сек.
Коли акумулятор (або акумуляторна батарея) з'єднаний виходом пристрою, реле К1 спрацьовує та своїми контактами 11.1 підключає ЗП (рис. 5.10).
Рис. 5.10. Схема захисту для зарядних пристроїв
При короткому замиканні вихідна напруга різко зменшиться, обмотка реле буде знеструмлена, що призведе до розмикання контактів і відключення акумулятора від ЗУ. Повторне вимкнення після усунення несправності здійснюється кнопкою SB1. Конденсатор С1, заряджений до вихідної напруги ешрамувальника, підключається до обмотування реле. Резистор R1 обмежує імпульс струму при помилковому увімкненні, коли коротке тикання на виході ще не усунуто.
Резистор R2 обмежує струм короткого замикання. Його потрібно не встановлювати, якщо діоди мають запас по струму. Слід пам'ятати, що в цьому випадку вихідна напруга ЗУ повинна бути більшою на значення падіння напруги на резисторі 2 при номінальному зарядному струмі. АВМ захищає при пере->узках по струму, чого релейний захист виконати не може.
Автоматичний запобіжник (або вимикач) послідовно підключають з контактами реле. Опір АВМ – близько 0,4 Ом. В цьому випадку резистор R2 можна не вмикати.
Для ЗУ автомобільних акумуляторних батарей необхідно вибрати реле на номінальну напругу 12 Б з допустимим струмом через контакти не менше 20 А. Цим умовам відповідає реле РЕН-34 ХП4.500.030-01, контакти якого слід увімкнути паралельно. Для ЗУ з номінальним струмом до 1 А можна застосувати реле РЕС-22 РФ4.523.023-05.
Тиристорно-транзисторна схема захисту джерела живлення від короткого замикання показано на рис. 5.11. Схема працює в такий спосіб. При номінальному режимі тиристор відключено, транзистори пристрою, включені за схемою Дарлінгтона, перебувають у стані насичення, падіння напруги ними мінімально (зазвичай одиниці вольт). У разі короткого замикання в навантаженні починає протікати струм через управляючий перехід тиристора VS1, відбувається його включення. Відкритий тиристор шунтує ланцюг управління складеного транзистора, струм через який знижується до мінімуму.
Рис. 5.11. Схема захисту джерела живлення від короткого замикання
Світлодіод HL1 показує наявність короткого замикання в навантаженні.
Схема розрахована на роботу при великих струмах, тому на схемі захисту падає досить значна частина напруги живлення і розсіюється, відповідно, велика потужність.
Пристрій, описаний нижче, одночасно може виконувати роль стабілізатора постійного і змінного струму хворої величини, захищати ланцюг навантаження від короткого замикання, виконувати роль регульованого активного навантаження з граничною точністю розсіювання сотні бг.
Основою стабілізатора струму є струмостабілізуючий-ий двополюсник, схема якого наведена на рис. обчислений з виразу: I=U1/RM.Напруга U1 є 1стио напруги +Е, прикладеного до двополюсника, а оскільки-/ резистивний дільник R1/R2 забезпечує прямо пропорційно-1льну залежність між величинами U1 і +Е, то таке ж ютношение буде спостерігатися між струмом I та напругою +Е.
Рис. 5.12. Струмостабілізуючий двополюсник на основі диференціального підсилювача та польового транзистора
Еквівалентний опір двополюсника можна пред-авити як: R3=E/l=ExRM/U1. У свою чергу, U1=E*RM/(R1+R2).
Звідси R3=RM+(R1XRM/R2) або R3=R|/,"<(1+R1/R2). Следова-пьно, ток через двухполюсник можно изменять, регулируя либо личину Ри, либо соотношение сопротивлений делителя R1/R2. in R1»R2 выражение для вычисления эквивалентного сопро-вления двухполюсника упростится: R3=RMxR1/R2.
Практична схема вузла активного навантаження - стабіліза-еа постійного струму - наведена у статті, а нижче, на с. 5.13 показано можливість використання цього схемного шения для стабілізації змінного струму.
Рис. 5.13. Стабілізатор змінного (і постійного) струму з регульованим струмом навантаження від одиниць мА до 8 А
Струм у ланцюзі стабілізатора можна плавно регулювати поворотом ручки потенціометра R2 в межах від декількох мА до 8 А, причому максимальний струм навантаження за необхідності можна збільшити ще на порядок, застосувавши вентилятори, радіатори, наростивши кількість паралельно задіяних польових транзисторів.
