Mājas Programmas Aizsardzība pret īssavienojumu ir vienkārša ķēde. Pašdarināts barošanas avots ar īssavienojuma aizsardzības sistēmu

Aizsardzība pret īssavienojumu ir vienkārša ķēde. Pašdarināts barošanas avots ar īssavienojuma aizsardzības sistēmu

Ierīcēm nepieciešams barošanas bloks (PSU), kuram ir regulējams izejas spriegums un iespēja regulēt pārslodzes aizsardzības līmeni plašā diapazonā. Kad aizsardzība tiek iedarbināta, slodzei (pievienotajai ierīcei) vajadzētu automātiski izslēgties.

Meklējot internetā, tika atrastas vairākas piemērotas barošanas shēmas. Es apmetos uz vienu no tiem. Shēma ir viegli izgatavojama un uzstādāma, sastāv no pieejamām daļām un atbilst noteiktajām prasībām.

Ražošanai piedāvātā barošanas avota pamatā ir operacionālais pastiprinātājs LM358 un ir šādas īpašības:
Ieejas spriegums, V - 24...29
Stabilizēts izejas spriegums, V - 1...20 (27)
Aizsardzības darbības strāva, A - 0,03...2,0

Foto 2. Barošanas ķēde

Barošanas avota apraksts

Regulējamais sprieguma stabilizators ir samontēts uz DA1.1 darbības pastiprinātāja. Pastiprinātāja ieeja (kontakts 3) saņem atsauces spriegumu no mainīgā rezistora R2 motora, kura stabilitāti nodrošina Zenera diode VD1, bet invertējošā ieeja (kontakts 2) saņem spriegumu no tranzistora VT1 emitera. caur sprieguma dalītāju R10R7. Izmantojot mainīgo rezistoru R2, varat mainīt barošanas avota izejas spriegumu.
Pārstrāvas aizsardzības bloks ir izgatavots uz DA1.2 darbības pastiprinātāja; tas salīdzina spriegumus operētājsistēmas pastiprinātāja ieejās. Ieeja 5 caur rezistoru R14 saņem spriegumu no slodzes strāvas sensora - rezistora R13. Invertējošā ieeja (6. tapa) saņem atsauces spriegumu, kura stabilitāti nodrošina diode VD2 ar stabilizācijas spriegumu aptuveni 0,6 V.

Kamēr sprieguma kritums, ko rada slodzes strāva pāri rezistoram R13, ir mazāks par paraugvērtību, spriegums operētājsistēmas pastiprinātāja DA1.2 izejā (7. tapā) ir tuvu nullei. Ja slodzes strāva pārsniedz pieļaujamo iestatīto līmeni, strāvas sensora spriegums palielināsies un spriegums op-amp DA1.2 izejā palielinās gandrīz līdz barošanas spriegumam. Tajā pašā laikā iedegsies HL1 gaismas diode, signalizējot par pārpalikumu, un atvērsies VT2 tranzistors, manevrējot VD1 zenera diodi ar rezistoru R12. Tā rezultātā tranzistors VT1 aizvērsies, barošanas avota izejas spriegums samazināsies līdz gandrīz nullei un slodze izslēgsies. Lai ieslēgtu slodzi, jānospiež poga SA1. Aizsardzības līmenis tiek regulēts, izmantojot mainīgo rezistoru R5.

PSU ražošana

1. Barošanas avota pamatu un tā izejas raksturlielumus nosaka strāvas avots - izmantotais transformators. Manā gadījumā tika izmantots toroidālais transformators no veļas mašīnas. Transformatoram ir divi izejas tinumi 8V un 15V. Savienojot abus tinumus virknē un pievienojot taisngrieža tiltu, izmantojot pa rokai pieejamās vidējas jaudas diodes KD202M, ieguvu strāvas padevei pastāvīgu sprieguma avotu 23V, 2A.


Foto 3. Transformatora un taisngrieža tilts.

2. Vēl viena noteicošā barošanas avota daļa ir ierīces korpuss. Šajā gadījumā pielietojumu atrada bērnu diapozitīvs projektors, kas karājās garāžā. Noņemot lieko un apstrādājot caurumus priekšējā daļā indikācijas mikroampermetra uzstādīšanai, tika iegūts tukšs barošanas bloka korpuss.


Foto 4. PSU korpusa tukša

3. Elektroniskā shēma ir uzstādīta uz universālas montāžas plāksnes, kuras izmēri ir 45 x 65 mm. Detaļu izkārtojums uz dēļa ir atkarīgs no saimniecībā atrasto komponentu izmēriem. Rezistoru R6 (darba strāvas iestatīšana) un R10 (maksimālā izejas sprieguma ierobežošana) vietā uz tāfeles ir uzstādīti apgriešanas rezistori ar vērtību, kas palielināta par 1,5 reizes. Pēc barošanas avota iestatīšanas tos var aizstāt ar pastāvīgiem.


Foto 5. Shēmas plate

4. Elektroniskās shēmas plates un tālvadības elementu salikšana pilnā apmērā izejas parametru pārbaudei, iestatīšanai un regulēšanai.


Foto 6. Barošanas bloka vadības bloks

5. Šunta un papildu pretestības izgatavošana un regulēšana mikroampermetra kā ampērmetra vai barošanas voltmetra izmantošanai. Papildu pretestība sastāv no pastāvīgiem un apgriešanas rezistoriem, kas savienoti virknē (attēlā iepriekš). Šunts (attēlā zemāk) ir iekļauts galvenajā strāvas ķēdē un sastāv no stieples ar zemu pretestību. Vada izmēru nosaka maksimālā izejas strāva. Mērot strāvu, ierīce ir savienota paralēli šuntam.


Foto 7. Mikroampērmetrs, šunts un papildu pretestība

Šunta garuma un papildu pretestības vērtības regulēšana tiek veikta ar atbilstošu savienojumu ar ierīci ar atbilstības kontroli, izmantojot multimetru. Ierīce tiek pārslēgta uz ampērmetra/voltmetra režīmu, izmantojot pārslēgšanas slēdzi saskaņā ar diagrammu:


Foto 8. Vadības režīma pārslēgšanas shēma

6. Barošanas bloka priekšējā paneļa marķēšana un apstrāde, attālināto detaļu uzstādīšana. Šajā versijā priekšējā panelī ir iekļauts mikroampermetrs (pārslēgšanas slēdzis A/V vadības režīma pārslēgšanai ierīces labajā pusē), izejas spailes, sprieguma un strāvas regulatori un darba režīma indikatori. Lai samazinātu zudumus un biežas lietošanas dēļ, papildus tiek nodrošināta atsevišķa stabilizēta 5 V izeja. Kāpēc spriegums no 8V transformatora tinuma tiek piegādāts otrajam taisngrieža tiltam un tipiskai 7805 ķēdei ar iebūvētu aizsardzību.


Foto 9. Priekšējais panelis

7. PSU montāža. Visi barošanas elementi ir uzstādīti korpusā. Šajā iemiesojumā vadības tranzistora VT1 radiators ir 5 mm bieza alumīnija plāksne, kas piestiprināta korpusa vāka augšējā daļā un kalpo kā papildu radiators. Tranzistors ir piestiprināts pie radiatora caur elektriski izolējošu blīvi.

Daudzām paštaisītām vienībām ir trūkums, ka trūkst aizsardzības pret strāvas apgriezto polaritāti. Pat pieredzējis cilvēks var netīšām sajaukt strāvas padeves polaritāti. Un pastāv liela varbūtība, ka pēc tam lādētājs kļūs nelietojams.

Šajā rakstā tiks apspriests 3 iespējas apgrieztās polaritātes aizsardzībai, kas darbojas nevainojami un neprasa nekādu regulēšanu.

1. iespēja

Šī aizsardzība ir visvienkāršākā un atšķiras no līdzīgām ar to, ka tajā netiek izmantoti tranzistori vai mikroshēmas. Releji, diožu izolācija - tās ir visas tās sastāvdaļas.

Shēma darbojas šādi. Mīnuss ķēdē ir izplatīts, tāpēc tiks ņemta vērā pozitīvā ķēde.

Ja ieejai nav pievienots akumulators, relejs ir atvērtā stāvoklī. Kad akumulators ir pievienots, plus caur diodi VD2 tiek piegādāts releja tinumam, kā rezultātā releja kontakts aizveras un galvenā uzlādes strāva plūst uz akumulatoru.

Tajā pašā laikā iedegas zaļais LED indikators, kas norāda, ka savienojums ir pareizs.

Un, ja tagad izņemat akumulatoru, ķēdes izejā būs spriegums, jo strāva no lādētāja turpinās plūst caur VD2 diodi uz releja tinumu.

Ja savienojuma polaritāte ir mainīta, VD2 diode tiks bloķēta un releja tinumam netiks piegādāta strāva. Relejs nedarbosies.

Šajā gadījumā iedegsies sarkanā gaismas diode, kas ar nolūku ir nepareizi savienota. Tas norāda, ka akumulatora savienojuma polaritāte ir nepareiza.

Diode VD1 aizsargā ķēdi no pašindukcijas, kas rodas, kad relejs ir izslēgts.

Ja šāda aizsardzība tiek ieviesta , ir vērts ņemt 12 V releju. Releja pieļaujamā strāva ir atkarīga tikai no jaudas . Vidēji ir vērts izmantot 15-20 A releju.

Šai shēmai daudzos aspektos joprojām nav analogu. Tas vienlaikus aizsargā pret jaudas maiņu un īssavienojumu.

Šīs shēmas darbības princips ir šāds. Normālas darbības laikā pluss no strāvas avota caur LED un rezistoru R9 atver lauka efekta tranzistoru, un mīnuss caur “lauka slēdža” atvērto krustojumu nonāk ķēdes izejā uz akumulatoru.

Kad notiek polaritātes maiņa vai īssavienojums, strāva ķēdē strauji palielinās, kā rezultātā "lauka slēdzī" un šuntā notiek sprieguma kritums. Šis sprieguma kritums ir pietiekams, lai iedarbinātu mazjaudas tranzistoru VT2. Atverot, pēdējais aizver lauka efekta tranzistoru, aizverot vārtus pret zemi. Tajā pašā laikā iedegas gaismas diode, jo jaudu tai nodrošina tranzistora VT2 atvērtais savienojums.

Pateicoties lielajam reakcijas ātrumam, šī ķēde garantē aizsardzību par jebkuru izejas problēmu.

Ķēde ir ļoti uzticama darbībā un var palikt aizsargātā stāvoklī uz nenoteiktu laiku.

Šī ir īpaši vienkārša shēma, kuru diez vai pat var saukt par ķēdi, jo tajā tiek izmantoti tikai 2 komponenti. Šī ir jaudīga diode un drošinātājs. Šī iespēja ir diezgan dzīvotspējīga un tiek izmantota pat rūpnieciskā mērogā.

Barošana no lādētāja tiek piegādāta akumulatoram caur drošinātāju. Drošinātājs tiek izvēlēts, pamatojoties uz maksimālo uzlādes strāvu. Piemēram, ja strāva ir 10 A, tad ir nepieciešams 12-15 A drošinātājs.

Diode ir savienota paralēli un normālas darbības laikā ir aizvērta. Bet, ja polaritāte ir mainīta, diode atvērsies un notiks īssavienojums.

Un drošinātājs ir vājais posms šajā ķēdē, kas tajā pašā brīdī izdegs. Pēc tam jums tas būs jāmaina.

Diode jāizvēlas saskaņā ar datu lapu, pamatojoties uz to, ka tās maksimālā īstermiņa strāva bija vairākas reizes lielāka par drošinātāja sadegšanas strāvu.

Šī shēma nenodrošina 100% aizsardzību, jo ir bijuši gadījumi, kad lādētājs izdega ātrāk nekā drošinātājs.

Apakšējā līnija

No efektivitātes viedokļa pirmā shēma ir labāka par pārējām. Bet no daudzpusības un reakcijas ātruma viedokļa vislabākais variants ir shēma 2. Nu, trešo iespēju bieži izmanto rūpnieciskā mērogā. Šāda veida aizsardzību var redzēt, piemēram, jebkurā automašīnas radio.

Visām shēmām, izņemot pēdējo, ir pašatjaunošanās funkcija, tas ir, darbība tiks atjaunota, tiklīdz tiks novērsts īssavienojums vai mainīta akumulatora pieslēguma polaritāte.

Pievienotie faili:

Kā ar savām rokām izveidot vienkāršu Power Bank: pašdarinātas strāvas bankas diagramma

Šis ir mazs universāls īssavienojumu aizsardzības bloks, kas paredzēts lietošanai tīklos. Tas ir īpaši izstrādāts, lai ietilptu lielākajā daļā barošanas avotu, nepārveidojot to shēmas. Ķēde, neskatoties uz mikroshēmas klātbūtni, ir ļoti viegli saprotama. Saglabājiet to savā datorā, lai redzētu to labākā izmērā.

Lai lodētu ķēdi, jums būs nepieciešams:

  1. 1 — TL082 dubultā darbības pastiprinātājs
  2. 2 - 1n4148 diode
  3. 1 - tip122 NPN tranzistors
  4. 1 - BC558 PNP tranzistors BC557, BC556
  5. 1 - rezistors 2700 omi
  6. 1 - 1000 omu rezistors
  7. 1-10 kohmu rezistors
  8. 1 - rezistors 22 kom
  9. 1 - potenciometrs 10 kohm
  10. 1 - kondensators 470 uF
  11. 1 - kondensators 1 µF
  12. 1 - parasti aizvērts slēdzis
  13. 1 - releja modelis T74 "G5LA-14"

Ķēdes pievienošana barošanas avotam

Šeit zemas vērtības rezistors ir savienots virknē ar barošanas avota izeju. Kad caur to sāk plūst strāva, būs neliels sprieguma kritums, un mēs izmantosim šo sprieguma kritumu, lai noteiktu, vai jauda ir pārslodzes vai īssavienojuma rezultāts. Šīs shēmas pamatā ir darbības pastiprinātājs (operācijas pastiprinātājs), kas iekļauts kā salīdzinājums.

  • Ja spriegums pie neinvertējošās izejas ir augstāks nekā pie invertējošās izejas, tad izeja tiek iestatīta uz “augstu” līmeni.
  • Ja spriegums pie neinvertējošās izejas ir zemāks nekā pie invertējošās izejas, tad izeja tiek iestatīta uz “zemu” līmeni.

Tiesa, tam nav nekāda sakara ar parasto mikroshēmu loģisko 5 voltu līmeni. Kad operācijas pastiprinātājs ir "augsts", tā izeja būs ļoti tuvu barošanas sprieguma pozitīvajam potenciālam, tāpēc, ja padeve ir +12V, tad "augstais" būs tuvu +12V. Kad operācijas pastiprinātājs ir "zems" ", tā izeja būs gandrīz pie mīnus barošanas sprieguma, tāpēc tuvu 0 V.

Izmantojot darbības pastiprinātājus kā salīdzinājumus, mums parasti ir ieejas signāls un atsauces spriegums, ar ko šo ieejas signālu salīdzināt. Tātad mums ir rezistors ar mainīgu spriegumu, kas tiek noteikts saskaņā ar strāvu, kas plūst caur to, un atsauces spriegumu. Šis rezistors ir vissvarīgākā ķēdes daļa. Tas ir savienots virknē ar izejas jaudu. Jums ir jāizvēlas rezistors, kura sprieguma kritums ir aptuveni 0,5–0,7 volti, ja caur to plūst strāvas pārslodze. Pārslodzes strāva rodas, kad aizsardzības ķēde darbojas un aizver jaudas izvadi, lai novērstu tās bojājumus.

Jūs varat izvēlēties rezistoru, izmantojot Oma likumu. Vispirms ir jānosaka barošanas avota pārstrāva. Lai to izdarītu, jums jāzina barošanas avota maksimālā pieļaujamā strāva.

Pieņemsim, ka jūsu barošanas avots var izvadīt 3 ampērus (barošanas avota spriegumam nav nozīmes). Tātad, mēs saņēmām P = 0,6 V / 3 A. P = 0,2 omi. Nākamā lieta, kas jums jādara, ir aprēķināt jaudas izkliedi šajā rezistorā, izmantojot formulu: P = V * I. Ja mēs izmantojam mūsu pēdējo piemēru, mēs iegūstam: P = 0,6 V * 3 A. P = 1,8 W - 3 vai 5 W rezistors būs vairāk nekā pietiekami.

Lai ķēde darbotos, jums būs jāpieslēdz tai spriegums, kas var būt no 9 līdz 15 V. Lai veiktu kalibrēšanu, pievienojiet spriegumu operētājsistēmas pastiprinātāja invertējošajai ieejai un pagrieziet potenciometru. Šis spriegums palielināsies vai samazināsies atkarībā no tā, kādā virzienā jūs to pagriezīsit. Vērtība ir jāpielāgo atbilstoši ieejas posma pastiprinājumam 0,6 volti (aptuveni 2,2–3 volti, ja jūsu pastiprinātāja pakāpe ir tāda pati kā manējā). Šī procedūra aizņem kādu laiku, un labākā kalibrēšanas metode ir zinātniskā poke metode. Jums var būt nepieciešams iestatīt potenciometru uz augstāku spriegumu, lai slodzes maksimuma laikā neaizslēgtos aizsardzība. Lejupielādējiet projekta failu.

Šodien manam rakstam būs tikai teorētisks raksturs, vai drīzāk, tajā nebūs “aparatūras”, kā iepriekšējos rakstos, taču nebēdājiet - tas nav kļuvis mazāk noderīgs. Fakts ir tāds, ka elektronisko komponentu aizsardzības problēma tieši ietekmē ierīču uzticamību, to kalpošanas laiku un līdz ar to arī jūsu svarīgo konkurences priekšrocību - spēja nodrošināt produkta ilgtermiņa garantiju. Aizsardzības ieviešana attiecas ne tikai uz manu iecienīto spēka elektroniku, bet arī principā uz jebkuru ierīci, tāpēc pat tad, ja jūs projektējat IoT un jums ir pieticīgi 100 mA, jums joprojām ir jāsaprot, kā nodrošināt ierīces darbību bez traucējumiem. .

Strāvas aizsardzība vai īssavienojuma (īssavienojuma) aizsardzība, iespējams, ir visizplatītākais aizsardzības veids, jo nolaidība šajā jautājumā izraisa postošas ​​sekas tiešā nozīmē. Kā piemēru es iesaku apskatīt sprieguma stabilizatoru, kas bija bēdīgs īssavienojuma dēļ:

Diagnoze šeit ir vienkārša - stabilizatorā radās kļūda un ķēdē sāka plūst īpaši lielas strāvas; aizsardzībai vajadzēja izslēgt ierīci, taču kaut kas nogāja greizi. Izlasot rakstu, man šķiet, ka jūs pats varēsiet uzminēt, kas varētu būt par problēmu.

Kas attiecas uz pašu slodzi... Ja tev ir sērkociņu kastītes izmēra elektroniskā iekārta, nav tādu strāvu, tad nedomā, ka nevar kļūt tik bēdīgs kā stabilizators. Vai tiešām jūs nevēlaties sadedzināt 10–1000 USD žetonu komplektus? Ja tā, tad aicinu iepazīties ar principiem un metodēm, kā rīkoties ar īssavienojumiem!

Raksta mērķis

Es savu rakstu mērķēju uz cilvēkiem, kuriem elektronika ir hobijs, un izstrādātājiem iesācējiem, tāpēc viss tiks izstāstīts “īsumā”, lai jēgpilnāk saprastu, kas notiek. Tiem, kas vēlas akadēmisku pieskārienu, dodieties un izlasiet jebkuru universitātes mācību grāmatu par elektrotehniku ​​+ Horowitz “klasiku”, Hill “The Art of Circuit Design”.

Atsevišķi es gribētu teikt, ka visi risinājumi būs aparatūras bāzes, tas ir, bez mikrokontrolleriem un citām perversijām. Pēdējos gados ir kļuvis diezgan moderni programmēt, kur vajag un kur nevajag. Es bieži novēroju strāvas “aizsardzību”, kas tiek īstenota, vienkārši izmērot ADC spriegumu ar kādu arduino vai mikrokontrolleri, un tad ierīces joprojām neizdodas. Es ļoti iesaku jums nedarīt to pašu! Par šo problēmu es runāšu sīkāk vēlāk.

Mazliet par īssavienojuma strāvām

Lai sāktu nākt klajā ar aizsardzības metodēm, vispirms jāsaprot, pret ko mēs cīnāmies. Kas ir "īssavienojums"? Šeit mums palīdzēs Ohma iecienītākais likums; apsveriet ideālo gadījumu:

Tikai? Faktiski šī ķēde ir līdzvērtīga gandrīz jebkurai elektroniskai ierīcei, tas ir, ir enerģijas avots, kas to piegādā slodzei, un tas uzsilst un dara vai nedara kaut ko citu.

Vienosimies, ka avota jauda ļauj spriegumam būt nemainīgam, tas ir, “nenokrist” pie jebkuras slodzes. Normālas darbības laikā strāva, kas darbojas ķēdē, būs vienāda ar:

Tagad iedomājieties, ka tēvocis Vasja nometa uzgriežņu atslēgu uz vadiem, kas iet uz spuldzi, un mūsu slodze samazinājās 100 reizes, tas ir, R vietā kļuva 0,01*R un ar vienkāršu aprēķinu palīdzību mēs iegūstam 100 reizes lielāku strāvu. Ja spuldze patērēja 5A, tad tagad strāva no slodzes būs aptuveni 500A, kas ir pilnīgi pietiekami, lai izkausētu tēvoča Vasja atslēgu. Tagad neliels secinājums...

Īssavienojums- ievērojams slodzes pretestības samazinājums, kas izraisa ievērojamu strāvas palielināšanos ķēdē.

Ir vērts saprast, ka īssavienojuma strāvas parasti ir simtiem un tūkstošiem reižu lielākas par nominālo strāvu, un pietiek pat ar īsu laika posmu, lai ierīce neizdosies. Šeit droši vien daudzi atcerēsies elektromehāniskās aizsargierīces (“automātiskās ierīces” un citas), taču šeit viss ir ļoti prozaiski... Parasti mājsaimniecības kontaktligzdu aizsargā automātiskais slēdzis ar nominālo strāvu 16A, tas ir, notiks izslēgšana. pie 6-7 reizes lielāka strāva, kas jau ir aptuveni 100A. Klēpjdatora barošanas avota jauda ir aptuveni 100 W, tas ir, strāva ir mazāka par 1A. Pat ja rodas īssavienojums, mašīna to ilgi nepamanīs un izslēgs slodzi tikai tad, kad viss jau būs izdedzis. Šī ir vairāk ugunsdrošības nekā aprīkojuma aizsardzība.

Tagad apskatīsim vēl vienu bieži sastopamu gadījumu - caur strāvu. Es to parādīšu, izmantojot līdzstrāvas / līdzstrāvas pārveidotāja piemēru ar sinhrono buck topoloģiju; visi MPPT kontrolieri, daudzi LED draiveri un jaudīgi līdzstrāvas / līdzstrāvas pārveidotāji uz tā ir uzbūvēti tieši uz tā. Apskatīsim pārveidotāja ķēdi:

Diagrammā parādītas divas pārstrāvas iespējas: zaļais ceļš“klasiskajam” īssavienojumam, kad samazinās slodzes pretestība (piemēram, “puņķi” starp ceļiem pēc lodēšanas) un oranžais ceļš. Kad strāva var plūst pa oranžo ceļu? Es domāju, ka daudzi cilvēki zina, ka lauka efekta tranzistora atvērtā kanāla pretestība ir ļoti maza, mūsdienu zemsprieguma tranzistoros tā ir 1-10 mOhm. Tagad iedomāsimies, ka PWM ar augstu līmeni pie taustiņiem nonāca vienlaikus, tas ir, abas atslēgas tika atvērtas, “VCCIN - GND” avotam tas ir līdzvērtīgs slodzes pievienošanai ar pretestību aptuveni 2-20 mOhm! Pielietosim lielisko un vareno Oma likumu un iegūsim strāvas vērtību, kas lielāka par 250A pat ar 5V barošanas avotu! Lai gan neuztraucieties, šādas strāvas nebūs - iespiedshēmas plates komponenti un vadītāji izdegs agrāk un pārtrauks ķēdi.

Šī kļūda ļoti bieži rodas energosistēmā un jo īpaši jaudas elektronikā. Tas var rasties dažādu iemeslu dēļ, piemēram, vadības kļūdu vai ilgstošu pārejošu procesu dēļ. Pēdējā gadījumā pat jūsu pārveidotāja “nāves laiks” nepalīdzēs.

Es domāju, ka problēma ir skaidra un pazīstama daudziem no jums, tagad ir skaidrs, kas ir jārisina, un atliek tikai izdomāt, KĀ. Par to būs nākamais stāsts.

Strāvas aizsardzības darbības princips

Šeit jums jāpiemēro parastā loģika un jāredz cēloņu un seku attiecības:
1) Galvenā problēma ir lielā strāva ķēdē;
2) Kā saprast, kāda ir pašreizējā vērtība? -> Izmēriet to;
3) Izmērīta un iegūta vērtība -> Salīdziniet to ar norādīto pieļaujamo vērtību;
4) Ja vērtība ir pārsniegta -> Atvienojiet slodzi no strāvas avota.
Izmēriet strāvu -> Noskaidrojiet, vai ir pārsniegta pieļaujamā strāva -> Atvienojiet slodzi
Pilnīgi jebkura aizsardzība, ne tikai strāva, ir veidota šādā veidā. Atkarībā no fiziskā daudzuma, uz kura tiek būvēta aizsardzība, ceļā uz ieviešanu radīsies dažādas tehniskas problēmas un to risināšanas metodes, taču būtība paliek nemainīga.

Tagad es ierosinu iziet cauri visai drošības ķēdei un atrisināt visas radušās tehniskās problēmas. Laba aizsardzība ir aizsardzība, kas tiek plānota iepriekš un tā darbojas. Tas nozīmē, ka mēs nevaram iztikt bez modelēšanas, es izmantošu populāro un bezmaksas MultiSIM zils, kuru aktīvi reklamē Mouser. Jūs varat to lejupielādēt tur - saite. Es arī teikšu iepriekš, ka šī raksta ietvaros es šajā posmā neiedziļināšos shēmās un nepiepildīšu jūsu galvu ar nevajadzīgām lietām, tikai ziniet, ka reālajā aparatūrā viss būs nedaudz sarežģītāk.

Strāvas mērīšana

Šis ir pirmais punkts mūsu ķēdē un, iespējams, visvieglāk saprotamais. Ir vairāki veidi, kā izmērīt strāvu ķēdē, un katram no tiem ir savas priekšrocības un trūkumi; kuru izmantot jūsu uzdevumā, izlemjat jūs. Es jums pastāstīšu, pamatojoties uz savu pieredzi, par šīm priekšrocībām un trūkumiem. Daži no tiem ir “vispārpieņemti”, un daži ir mans pasaules uzskats; lūdzu, ņemiet vērā, ka es pat nemēģinu izlikties par kaut kādu patiesību.

1) Pašreizējais šunts. Pamatu pamats “darbojas” pēc tā paša lielā un spēcīga Ohma likuma. Vienkāršākā, lētākā, ātrākā un kopumā labākā metode, taču tai ir vairāki trūkumi:

A) Nav galvaniskās izolācijas. Jums tas būs jāīsteno atsevišķi, piemēram, izmantojot ātrdarbīgu optronu. To nav grūti īstenot, taču tam ir nepieciešama papildu vieta uz tāfeles, atdalīta līdzstrāva/līdzstrāva un citas sastāvdaļas, kas maksā naudu un palielina kopējos izmērus. Lai gan galvaniskā izolācija, protams, ne vienmēr ir nepieciešama.

B) Pie lielām straumēm globālā sasilšana paātrinās. Kā jau rakstīju iepriekš, tas viss “darbojas” pēc Oma likuma, kas nozīmē, ka tas uzsilda un sasilda atmosfēru. Tas noved pie efektivitātes samazināšanās un nepieciešamības atdzesēt šuntu. Ir veids, kā samazināt šo trūkumu - samazināt šunta pretestību. Diemžēl to nevar bezgalīgi un vispār samazināt Es neieteiktu to samazināt līdz mazākam par 1 mOhm, ja jums vēl ir maz pieredzes, jo rodas nepieciešamība apkarot traucējumus un palielinās prasības iespiedshēmas plates projektēšanas stadijai.

Savās ierīcēs man patīk izmantot šos šuntus PA2512FKF7W0R002E:

Strāvas mērīšana notiek, mērot sprieguma kritumu pāri šuntam, piemēram, kad 30A strāva plūst pāri šuntam, būs kritums:

Tas ir, kad mēs saņemam 60 mV kritumu uz šunta, tas nozīmēs, ka esam sasnieguši robežu, un, ja kritums vēl palielināsies, mums būs jāizslēdz ierīce vai slodze. Tagad aprēķināsim, cik daudz siltuma izdalīsies mūsu šuntā:

Ne maz, vai ne? Šis punkts ir jāņem vērā, jo Mana šunta maksimālā jauda ir 2 W, un to nevar pārsniegt, kā arī nevajadzētu lodēt šuntus ar lēni kūstošu lodmetālu - tas var atdalīties, es arī to esmu redzējis.

  • Izmantojiet šuntus, ja jums ir augsts spriegums un ne pārāk liela strāva
  • Pārraugiet šunta radītā siltuma daudzumu
  • Izmantojiet šuntus tur, kur nepieciešama maksimāla veiktspēja
  • Izmantojiet šuntus tikai no īpašiem materiāliem: konstantāna, manganīna un tamlīdzīgiem materiāliem
2) Hallas efekta strāvas sensori. Šeit es atļaušos savu klasifikāciju, kas pilnībā atspoguļo dažādu šī efekta risinājumu būtību, proti: lēts Un dārgi.

A) Lēts, piemēram, ACS712 un tamlīdzīgi. Starp priekšrocībām es varu atzīmēt lietošanas ērtumu un galvaniskās izolācijas klātbūtni, taču ar to priekšrocības beidzas. Galvenais trūkums ir ārkārtīgi nestabila uzvedība RF traucējumu ietekmē. Jebkāda līdzstrāva/līdzstrāva vai jaudīga reaktīvā slodze ir traucējumi, proti, 90% gadījumu šie sensori ir bezjēdzīgi, jo tie “trako” un drīzāk rāda laikapstākļus uz Marsa. Bet vai ne velti tie ir izgatavoti?

Vai tie ir galvaniski izolēti un var izmērīt lielas strāvas? Jā. Nepatīk iejaukšanās? Jā arī. Kur tās likt? Tieši tā, zemas atbildības uzraudzības sistēmā un akumulatoru strāvas patēriņa mērīšanai. Man tie ir invertoros saules elektrostacijām un vēja elektrostacijām, lai kvalitatīvi novērtētu strāvas patēriņu no akumulatora, kas ļauj pagarināt akumulatoru dzīves ciklu. Šie sensori izskatās šādi:

B) Dārgi. Viņiem ir visas lēto priekšrocības, bet nav trūkumu. Šāda sensora LEM LTS 15-NP piemērs:

Kas mums ir rezultātā:
1) Augsta veiktspēja;
2) Galvaniskā izolācija;
3) lietošanas ērtums;
4) Lielas izmērītas strāvas neatkarīgi no sprieguma;
5) Augsta mērījumu precizitāte;
6) Pat “ļaunie” EMP netraucē strādāt; ietekmēt precizitāti.

Bet kāds tad ir mīnuss? Tie, kas atvēra iepriekš minēto saiti, to skaidri redzēja - tā ir cena. $18, Kārli! Un pat 1000+ gabalu sērijai cena nenokritīsies zem 10 USD, un faktiskais pirkums būs 12-13 USD. Jūs nevarat to uzstādīt barošanas blokā par pāris dolāriem, bet es to vēlētos ... Apkopojot:

A) Šis ir principā labākais risinājums strāvas mērīšanai, bet dārgs;
b) Izmantojiet šos sensorus skarbos darbības apstākļos;
c) izmantojiet šos sensorus kritiskās sastāvdaļas;
d) Izmantojiet tos, ja jūsu ierīce maksā lielu naudu, piemēram, 5-10 kW UPS, kur tas noteikti attaisnosies, jo ierīces cena būs vairāki tūkstoši dolāru.

3) Strāvas transformators. Standarta risinājums daudzās ierīcēs. Ir divi mīnusi - tie nedarbojas ar līdzstrāvu un tiem ir nelineāri raksturlielumi. Plusi - lēti, uzticami un jūs varat izmērīt milzīgas strāvas. Tieši uz strāvas transformatoriem RU-0,4, 6, 10, 35 kV uzņēmumos tiek būvētas automatizācijas un aizsardzības sistēmas, un tur tūkstošiem ampēru ir diezgan normāli.

Ja godīgi, es cenšos tos neizmantot, jo man tie nepatīk, bet es joprojām izmantoju tos dažādos vadības skapjos un citās maiņstrāvas sistēmās, jo Tie maksā pāris dolārus un nodrošina galvanisko izolāciju, nevis 15-20 USD kā LEM, un lieliski pilda savu uzdevumu 50 Hz tīklā. Parasti tie izskatās šādi, taču tie parādās arī uz visu veidu EFD kodoliem:

Varbūt mēs varam pabeigt ar pašreizējām mērīšanas metodēm. Es runāju par galvenajiem, bet, protams, ne visiem. Lai paplašinātu savu redzesloku un zināšanas, iesaku vismaz googlēt un apskatīt dažādus sensorus uz tā paša digikey.

Izmērītais sprieguma krituma pieaugums

Aizsardzības sistēmas turpmākā konstrukcija balstīsies uz šuntu kā strāvas sensoru. Izveidosim sistēmu ar iepriekš izziņoto strāvas vērtību 30A. Šuntā mēs saņemam 60 mV kritumu un šeit rodas 2 tehniskas problēmas:

A) Ir neērti izmērīt un salīdzināt signālu ar amplitūdu 60 mV. ADC mērīšanas diapazons parasti ir 3,3 V, tas ir, ar 12 bitu jaudu mēs iegūstam kvantēšanas soli:

Tas nozīmē, ka diapazonā no 0-60 mV, kas atbilst 0-30A, mēs iegūsim nelielu skaitu soļu:

Mēs atklājam, ka mērījumu dziļums būs tikai:

Ir vērts saprast, ka šī ir idealizēta figūra un patiesībā tās būs daudzkārt sliktākas, jo... Pašam ADC ir kļūda, īpaši ap nulli. Protams, mēs neizmantosim ADC aizsardzībai, bet mums būs jāmēra strāva no tā paša šunta, lai izveidotu vadības sistēmu. Šeit uzdevums bija skaidri izskaidrot, bet tas attiecas arī uz salīdzinājumiem, kuri zemes potenciāla zonā (parasti 0 V) ​​darbojas ļoti nestabili, pat sliedes pret sliedi.

B) Ja mēs gribam vilkt pa dēli signālu ar amplitūdu 60 mV, tad pēc 5-10 cm no tā traucējumu dēļ nekas nepaliks pāri, un īssavienojuma brīdī mums noteikti nevajadzēs. paļauties uz to, jo EMR vēl vairāk palielināsies. Protams, jūs varat pakārt aizsardzības ķēdi tieši uz šunta kājas, bet mēs netiksim vaļā no pirmās problēmas.

Lai atrisinātu šīs problēmas, mums ir nepieciešams darbības pastiprinātājs (operācijas pastiprinātājs). Es nerunāšu par to, kā tas darbojas - tēma ir viegli atrodama google, bet mēs runāsim par kritiskajiem parametriem un op-amp izvēli. Pirmkārt, definēsim shēmu. Es teicu, ka šeit nebūs nekādu īpašu labvēlību, tāpēc pārklājam op-amp ar negatīvām atsauksmēm (NFB) un iegūsim pastiprinātāju ar zināmu pastiprinājumu. Es modelēšu šo darbību MultiSIM kartē (attēlā var noklikšķināt):

Jūs varat lejupielādēt failu simulācijai mājās - .

Sprieguma avots V2 darbojas kā mūsu šunts, vai drīzāk, tas simulē sprieguma kritumu pāri tam. Skaidrības labad esmu izvēlējies krituma vērtību 100 mV, tagad mums ir jāpastiprina signāls, lai to pārvietotu uz ērtāku spriegumu, parasti no 1/2 līdz 2/3 V ref. Tas ļaus iegūt lielu skaitu kvantēšanas soļu strāvas diapazonā + atstāt rezervi mērījumiem, lai novērtētu cik viss ir slikti un aprēķinātu strāvas pieauguma laiku, tas ir svarīgi sarežģītās reaktīvās slodzes kontroles sistēmās. Ieguvums šajā gadījumā ir vienāds ar:

Tādā veidā mums ir iespēja pastiprināt savu signālu līdz vajadzīgajam līmenim. Tagad apskatīsim, kādiem parametriem jums jāpievērš uzmanība:

  • Operatīvajam pastiprinātājam ir jābūt savienotam ar sliežu ceļu, lai pienācīgi apstrādātu signālus tuvu zemes potenciālam (GND).
  • Ir vērts izvēlēties op-amp ar lielu izejas signāla pagrieziena ātrumu. Manam iecienītākajam OPA376 šis parametrs ir 2 V/µs, kas ļauj sasniegt operētājsistēmas pastiprinātāja maksimālo izejas vērtību, kas vienāda ar VCC 3,3 V tikai 2 µs. Šis ātrums ir pilnīgi pietiekams, lai saglabātu jebkuru pārveidotāju vai slodzi ar frekvencēm līdz 200 kHz. Šie parametri ir jāsaprot un jāieslēdz, izvēloties op-amp, pretējā gadījumā ir iespēja likt op-amp par 10 USD, kur pietiktu ar pastiprinātāju par 1 USD
  • Operētājsistēmas pastiprinātāja izvēlētajam joslas platumam ir jābūt vismaz 10 reizes lielākam par maksimālo slodzes pārslēgšanas frekvenci. Atkal jāmeklē “zelta vidusceļš” cenas/veiktspējas attiecībā, ar mēru viss ir labi
Lielākajā daļā manu projektu es izmantoju operētājsistēmu Texas Instruments - OPA376, tā veiktspējas raksturlielumi ir pietiekami, lai lielākajā daļā uzdevumu ieviestu aizsardzību, un cenas zīme 1 USD ir diezgan laba. Ja vajag lētāk, tad paskaties risinājumus no ST, un ja vēl lētāk, tad Microchip un Micrel. Reliģisku apsvērumu dēļ izmantoju tikai TI un Linear, jo man tas patīk un guļu mierīgāk.

Reālisma pievienošana drošības sistēmai

Tagad simulatorā pievienosim šuntu, slodzi, strāvas avotu un citus atribūtus, kas tuvinās mūsu modeli realitātei. Rezultāts izskatās šādi (noklikšķināms attēls):

Jūs varat lejupielādēt simulācijas failu MultiSIM-.

Šeit jau redzams mūsu šunts R1 ar tādu pašu 2 mOhm pretestību, es izvēlējos 310V barošanas avotu (rektificēts tīkls) un slodze tam ir 10,2 omu rezistors, kas atkal pēc Oma likuma dod mums strāvu. :

Kā redzat, iepriekš aprēķinātie 60 mV nokrīt uz šunta un mēs to pastiprinām ar pastiprinājumu:

Pie izejas mēs saņemam pastiprinātu signālu ar amplitūdu 3,1V. Piekrītu, jūs varat to padot uz ADC, uz salīdzinājumu un vilkt pa kuģa 20-40 mm bez bailēm vai stabilitātes pasliktināšanās. Mēs turpināsim strādāt ar šo signālu.

Signālu salīdzināšana, izmantojot komparatoru

Salīdzinātājs- šī ir shēma, kas pieņem 2 signālus kā ieeju, un, ja signāla amplitūda tiešajā ieejā (+) ir lielāka nekā apgrieztajā ieejā (-), tad izejā parādās žurnāls. 1 (VCC). Citādi piesakies. 0 (GND).

Formāli jebkuru op-amp var ieslēgt kā salīdzinājumu, taču šāds risinājums veiktspējas raksturlielumu ziņā būs zemāks par salīdzinājumu ātruma un cenas/rezultāta attiecības ziņā. Mūsu gadījumā, jo augstāka ir veiktspēja, jo lielāka iespēja, ka aizsardzībai būs laiks darboties un saglabāt ierīci. Man patīk izmantot salīdzinājumu, atkal no Texas Instruments - LMV7271. Kam jāpievērš uzmanība:
  • Reakcijas aizkave faktiski ir galvenais ātruma ierobežotājs. Iepriekš minētajam salīdzinājumam šis laiks ir aptuveni 880 ns, kas ir diezgan ātrs un daudzos uzdevumos ir nedaudz lieks par cenu 2 USD, un jūs varat izvēlēties optimālāku salīdzinātāju.
  • Atkal iesaku izmantot sliedes-sliedes komparatoru, pretējā gadījumā izeja nebūs 5V, bet mazāka. Simulators palīdzēs jums to pārbaudīt; izvēlieties kaut ko, kas nav no dzelzceļa līdz dzelzceļam, un eksperimentējiet. Signāls no komparatora parasti tiek padots uz draivera atteices ieeju (SD), un būtu jauki, ja tur būtu stabils TTL signāls.
  • Izvēlieties komparatoru ar push-pull izvadi, nevis ar atvērtu kanalizāciju un citus. Tas ir ērti, un mēs esam paredzējuši izvades veiktspējas raksturlielumus
Tagad simulatorā pievienosim mūsu projektam salīdzinātāju un apskatīsim tā darbību režīmā, kad aizsardzība nav nostrādājusi un strāva nepārsniedz avārijas (noklikšķināms attēls):

Jūs varat lejupielādēt failu simulācijai MultiSIM kartē.

Ko mums vajag... Ja strāva pārsniedz 30A, vajag, lai pie salīdzinājuma izejas būtu baļķis. 0 (GND), šis signāls pabaros draivera SD vai EN ieeju un izslēgs to. Normālā stāvoklī izvadei jābūt žurnālam. 1 (5V TTL) un ieslēdziet strāvas slēdža draiveri (piemēram, “tautas” IR2110 un mazāk senos).

Atgriezīsimies pie mūsu loģikas:
1) Izmērījām strāvu uz šunta un saņēmām 56,4 mV;
2) Mēs pastiprinājām savu signālu ar koeficientu 50,78 un ieguvām 2,88 V pie op-amp izejas;
3) Mēs izmantojam atskaites signālu, ar kuru mēs salīdzināsim ar salīdzinājuma tiešo ievadi. Mēs to iestatījām, izmantojot R2 dalītāju, un iestatījām uz 3,1 V - tas atbilst aptuveni 30 A strāvai. Šis rezistors pielāgo aizsardzības slieksni!
4) Tagad mēs izmantojam signālu no operētājsistēmas pastiprinātāja izejas uz apgriezto un salīdzinām divus signālus: 3,1 V > 2,88 V. Tiešajā ieejā (+) spriegums ir augstāks nekā apgrieztajā ieejā (-), kas nozīmē, ka strāva netiek pārsniegta un izeja ir logaritma. 1 - draiveri darbojas, bet mūsu LED1 nedeg.

Tagad mēs palielinām strāvu līdz vērtībai> 30A (pagriežam R8 un samazinām pretestību) un skatāmies uz rezultātu (noklikšķināms attēls):

Apskatīsim mūsu “loģikas” punktus:
1) Izmērījām strāvu uz šunta un saņēmām 68,9 mV;
2) Mēs pastiprinājām savu signālu ar koeficientu 50,78 un ieguvām 3,4 V pie op-amp izejas;
4) Tagad mēs pielietojam signālu no operētājsistēmas pastiprinātāja izejas uz apgriezto un salīdzinām divus signālus: 3,1 V< 3.4В. На прямом входу (+) напряжение НИЖЕ, чем на инверсном входе (-), значит ток превышен и на выходе лог. 0 - драйвера НЕ работают, а наш светодиод LED1 горит.

Kāpēc aparatūra?

Atbilde uz šo jautājumu ir vienkārša - jebkurš programmējams risinājums MK, ar ārēju ADC utt., var vienkārši “iesaldēt” un pat tad, ja esat diezgan kompetents programmatūras rakstītājs un esat ieslēdzis sargsuņa taimeri un citus antifrīzus. aizsardzība — kamēr tas viss tiek apstrādāts, ierīce izdegs.

Aparatūras aizsardzība ļauj ieviest sistēmu ar veiktspēju dažu mikrosekunžu laikā un, ja budžets atļauj, tad 100-200 ns laikā, kas kopumā ir pietiekami jebkuram uzdevumam. Arī aparatūras aizsardzība nevarēs iesaldēt un glābs ierīci, pat ja kāda iemesla dēļ jūsu vadības mikrokontrolleris vai DSP ir sasalis. Aizsardzība izslēgs draiveri, jūsu vadības ķēde klusi restartēsies, pārbaudīs aparatūru un vai nu ziņos par kļūdu, piemēram, Modbus, vai sāks darboties, ja viss ir kārtībā.

Šeit ir vērts atzīmēt, ka specializētajiem kontrolieriem ēkas jaudas pārveidotājiem ir īpašas ieejas, kas ļauj atspējot PWM signāla ģenerēšanu aparatūrā. Piemēram, mīļotajam STM32 šim nolūkam ir BKIN ieeja.

Atsevišķi ir vērts teikt par tādu lietu kā CPLD. Būtībā tas ir ātrdarbīgas loģikas kopums, un tā uzticamība ir salīdzināma ar aparatūras risinājumu. Diezgan vesels prāts būtu uz tāfeles uzlikt nelielu CPLD un ieviest tajā aparatūras aizsardzību, deadtime un citas ērtības, ja runājam par dc/dc vai kaut kādiem vadības skapjiem. CPLD padara šo risinājumu ļoti elastīgu un ērtu.

Epilogs

Tas laikam arī viss. Ceru, ka jums patika lasīt šo rakstu, un tas sniegs jums jaunas zināšanas vai atsvaidzinās vecās. Vienmēr mēģiniet iepriekš pārdomāt, kuri jūsu ierīces moduļi ir jāievieš aparatūrā un kuri programmatūrā. Bieži vien aparatūras ieviešana ir daudz vienkāršāka nekā programmatūras ieviešana, un tas ļauj ietaupīt izstrādes laiku un attiecīgi arī izmaksas.

Raksta formāts bez aparatūras man ir jaunums un vēlos lūgt izteikt savu viedokli aptaujā.

Aptaujā var piedalīties tikai reģistrēti lietotāji. , Lūdzu.

Integrētā shēma (IC) KR142EN12A ir kompensācijas tipa regulējams sprieguma stabilizators komplektā KT-28-2, kas ļauj darbināt ierīces ar strāvu līdz 1,5 A sprieguma diapazonā no 1,2...37 V. Šim integrētajam stabilizatoram ir termiski stabila aizsardzība atbilstoši strāvas un izejas īssavienojuma aizsardzībai.

Pamatojoties uz KR142EN12A IC, var izveidot regulējamu barošanas bloku, kura ķēde (bez transformatora un diodes tilta) ir parādīta 2. att. Rektificētais ieejas spriegums tiek piegādāts no diodes tilta uz kondensatoru C1. Tranzistors VT2 un mikroshēma DA1 jāatrodas uz radiatora.

Siltuma izlietnes atloks DA1 ir elektriski savienots ar 2. tapu, tādēļ, ja DAT un tranzistors VD2 atrodas uz vienas radiatora, tad tie ir jāizolē viens no otra.

Autora variantā DA1 ir uzstādīts uz atsevišķa maza radiatora, kas nav galvaniski savienots ar radiatoru un tranzistoru VT2. Jauda, ​​ko izkliedē mikroshēma ar siltuma izlietni, nedrīkst pārsniegt 10 W. Rezistori R3 un R5 veido sprieguma dalītāju, kas iekļauts stabilizatora mērelementā. Kondensatoram C2 un rezistoram R2 tiek piegādāts stabilizēts negatīvs spriegums -5 V (izmanto, lai izvēlētos termiski stabilu punktu VD1) Sākotnējā versijā spriegums tiek piegādāts no KTs407A diodes tilta un stabilizatora 79L05, ko darbina no atsevišķa strāvas transformatora tinums.

Apsargam no stabilizatora izejas ķēdes aizvēršanas pietiek ar elektrolītiskā kondensatora pieslēgšanu ar jaudu vismaz 10 μF paralēli rezistoram R3 un šunta rezistoru R5 ar diodi KD521A. Detaļu atrašanās vieta nav kritiska, taču labai temperatūras stabilitātei ir nepieciešams izmantot atbilstošu veidu rezistorus. Tiem jābūt novietotiem pēc iespējas tālāk no siltuma avotiem. Izejas sprieguma kopējā stabilitāte sastāv no daudziem faktoriem un parasti pēc iesildīšanas nepārsniedz 0,25%.

Pēc ieslēgšanas un iesildot ierīci, ar rezistoru Rao6 tiek iestatīts minimālais izejas spriegums 0 V. Rezistori R2 ( 2. att) un rezistors Rno6 ( 3. att) jābūt vairāku apgriezienu trimmeriem no SP5 sērijas.

Iespējas KR142EN12A mikroshēmas strāva ir ierobežota līdz 1,5 A. Šobrīd pārdošanā ir mikroshēmas ar līdzīgiem parametriem, bet paredzētas lielākai strāvai slodzē, piemēram, LM350 - strāvai 3 A, LM338 - strāvai 5 A. Nesen pārdošanā parādījās importētas mikroshēmas no LOW DROP sērijas (SD, DV, LT1083/1084/1085). Šīs mikroshēmas var darboties ar samazinātu spriegumu starp ieeju un izeju (līdz 1...1,3 V) un nodrošināt stabilizētu izejas spriegumu diapazonā no 1,25...30 V pie slodzes strāvas 7,5/5/3 A, attiecīgi . Pēc parametriem tuvākā vietējā analoga tipa KR142EN22 maksimālā stabilizācijas strāva ir 7,5 A. Pie maksimālās izejas strāvas ražotājs garantē stabilizācijas režīmu pie ieejas-izejas sprieguma vismaz 1,5 V. Mikroshēmas arī ir iebūvēta aizsardzība pret pārmērīgu strāvu pieļaujamās vērtības slodzē un termiskā aizsardzība pret korpusa pārkaršanu. Šie stabilizatori nodrošina izejas sprieguma nestabilitāti 0,05%/V, izejas sprieguma nestabilitāti, kad izejas strāva mainās no 10 mA uz maksimālo vērtību, kas nav sliktāka par 0,1%/V. Ieslēgts 4. att parāda barošanas ķēdi mājas laboratorijai, kas ļauj iztikt bez tranzistoriem VT1 un VT2, parādīts 2. att.


Mikroshēmas DA1 KR142EN12A vietā tika izmantota mikroshēma KR142EN22A. Šis ir regulējams stabilizators ar zemu sprieguma kritumu, kas ļauj slodzē iegūt strāvu līdz 7,5 A. Piemēram, mikroshēmā padotais ieejas spriegums ir Uin = 39 V, izejas spriegums pie slodzes Uout = 30 V, strāva pie slodzes louf = 5 A, tad maksimālā jauda, ​​ko mikroshēma izkliedē pie slodzes, ir 45 W. Elektrolītiskais kondensators C7 tiek izmantots, lai samazinātu izejas pretestību augstās frekvencēs, kā arī samazina trokšņa spriegumu un uzlabo pulsācijas izlīdzināšanu. Ja šis kondensators ir tantals, tad tā nominālajai jaudai jābūt vismaz 22 μF, ja alumīnija - vismaz 150 μF. Ja nepieciešams, var palielināt kondensatora C7 kapacitāti. Ja elektrolītiskais kondensators C7 atrodas vairāk nekā 155 mm attālumā un ir pievienots barošanas avotam ar vadu, kura šķērsgriezums ir mazāks par 1 mm, tad papildu elektrolītiskais kondensators ar jaudu vismaz 10 μF ir uzstādīts uz tāfeles paralēli kondensatoram C7, tuvāk pašai mikroshēmai. Filtra kondensatora C1 kapacitāti var noteikt aptuveni ar ātrumu 2000 μF uz 1 A izejas strāvu (pie sprieguma vismaz 50 V). Lai samazinātu izejas sprieguma temperatūras novirzi, rezistoram R8 jābūt vai nu uztītam, vai metāla folijai ar kļūdu, kas nav mazāka par 1%. Rezistors R7 ir tāda paša tipa kā R8. Ja Zener diode KS113A nav pieejama, varat izmantot attēlā redzamo vienību 3. att. Autors ir diezgan apmierināts ar doto aizsardzības ķēdes risinājumu, jo tas darbojas nevainojami un ir pārbaudīts praksē. Varat izmantot jebkurus barošanas avota aizsardzības shēmu risinājumus, piemēram, tos, kas piedāvāti. Autora variantā, iedarbinot releju K1, kontakti K 1.1 ir aizvērti, īssavienojuma rezistors R7, un spriegums pie barošanas avota izejas kļūst vienāds ar 0 V. Barošanas avota iespiedshēmas plate un atrašanās vieta no elementiem ir parādīti 5. attēlā, barošanas avota izskats ir parādīts 6. att.

Jaunums vietnē

>

Populārākais