حماية مصدر الطاقة من تيار الدائرة القصيرة. الزائد ودائرة حماية ماس كهربائى

لحماية مصدر الطاقة أثناء التصميم مخططات مختلفةيوصى بإضافة وحدة حماية التيار الزائد إلى مخرج مصدر الطاقة. تم إنشاء دائرة جهاز بسيطة باستخدام الثايرستور كعنصر تحكم في حماية الجهد.

طالما أن جهد إمداد الدخل ضمن الحدود الطبيعية، يتم إغلاق صمام ثنائي الزينر والثايرستور، ويتدفق التيار إلى الحمل. عندما يتجاوز جهد الإمداد 15.2 فولت، يفتح صمام ثنائي الزينر، يليه الثايرستور، حيث أن هناك فرق جهد بين الكاثود الخاص به وقطب التحكم يكفي لفصله. يتم توصيل الثايرستور VS1 بالتوازي مع مخرج مصدر الطاقة، عند التحميل الزائد، يكسر المصهر خلال بضع ميكروثانية إذا كان جهد الخرج أعلى من القيمة المسموح بها. تعتمد عتبة فتح الثايرستور، أي تفعيل الحماية، على البيانات الفنية الخاصة بصمام الثنائي الزينر. إذا انفجر المصهر، فسيتم تشغيل باعث صوت بيزو مع مولد مدمج، مما سيشير إلى وجود خطأ خارجي، مما يشير أيضًا إلى احتمال حدوث ماس كهربائي في الحمل. سوف يصدر صوت التنبيه حتى يتم فصل مصدر الطاقة أو جهاز التحميل.

فيديو لدائرة حماية مصدر الطاقة أثناء العمل

المصدر: chipdip.ru

P O P U L A R N O E:

يمكن تصنيع شاحن سيارة أو مصدر طاقة مختبري قابل للتعديل بجهد خرج يتراوح من 4 إلى 25 فولت وتيار يصل إلى 12 أمبير من مصدر طاقة غير ضروري للكمبيوتر AT أو ATX.

دعونا نلقي نظرة على العديد من خيارات المخطط أدناه:

عند إنشاء أي جهاز، قد تنشأ مشكلة إنشاء مصدر طاقة بسيط وموثوق. أحد الخيارات هو مصدر النبضتَغذِيَة.

اليوم هناك الكثير دوائر بسيطةتبديل إمدادات الطاقة ل الحد الأدنى للكميةليست عناصر نادرة.

في المقالة أدناه نقدم وصفًا لأحد الخيارات البسيطة كتلة النبضمصدر الطاقة على شريحة UC3842 غير مكلفة.

الدائرة المتكاملة (IC) KR142EN12A عبارة عن مثبت جهد قابل للتعديل من نوع التعويض في حزمة KT-28-2، والذي يسمح لك بتشغيل الأجهزة بتيار يصل إلى 1.5 أمبير في نطاق الجهد 1.2...37 فولت. هذا استقرار متكامللديه حماية تيار مستقرة حرارياً وحماية ماس كهربائى الناتج.

استنادًا إلى KR142EN12A IC، يمكنك إنشاء مصدر طاقة قابل للتعديل، وتظهر دائرته (بدون محول وجسر ديود) في الشكل 2. يتم توفير جهد الدخل المصحح من جسر الصمام الثنائي إلى المكثف C1. يجب وضع الترانزستور VT2 والرقاقة DA1 على الرادياتير.

شفة بالوعة الحرارةيتم توصيل DA1 كهربائيًا بالمنفذ 2، لذلك إذا كان DAT والترانزستور VD2 موجودين على نفس المبدد الحراري، فيجب عزلهما عن بعضهما البعض.

في نسخة المؤلف، يتم تثبيت DA1 على مشعاع صغير منفصل، وهو غير متصل بشكل جلفاني بالمبرد والترانزستور VT2. يجب ألا تتجاوز الطاقة التي تتبددها شريحة ذات مشتت حراري 10 وات. تشكل المقاومات R3 و R5 مقسم جهد مدرج في عنصر القياس الخاص بالمثبت. يتم توفير جهد سلبي مستقر قدره -5 فولت للمكثف C2 والمقاوم R2 (يستخدم لتحديد النقطة المستقرة حرارياً VD1). في الإصدار الأصلي، يتم توفير الجهد من جسر الصمام الثنائي KTs407A ومثبت 79L05، الذي يتم تشغيله من مصدر منفصل. لف محول الطاقة.

للحمايةمن إغلاق دائرة خرج المثبت، يكفي توصيل مكثف إلكتروليتي بسعة لا تقل عن 10 μF بالتوازي مع المقاوم R3، ومقاوم التحويل R5 مع الصمام الثنائي KD521A. موقع الأجزاء ليس حرجًا، ولكن لتحقيق استقرار جيد في درجة الحرارة من الضروري استخدام الأنواع المناسبة من المقاومات. يجب أن تكون موجودة بعيدًا قدر الإمكان عن مصادر الحرارة. يتكون الاستقرار العام لجهد الخرج من عدة عوامل وعادة لا يتجاوز 0.25٪ بعد الإحماء.

بعد التبديلوتسخين الجهاز، يتم ضبط الحد الأدنى لجهد الخرج وهو 0 فولت باستخدام المقاوم Rao6. المقاومات R2 ( الشكل 2) والمقاوم Rno6 ( الشكل 3) يجب أن تكون أدوات تشذيب متعددة المنعطفات من سلسلة SP5.

إمكانياتيقتصر تيار الدائرة الدقيقة KR142EN12A على 1.5 أ. حاليًا، هناك دوائر دقيقة معروضة للبيع بمعلمات مماثلة، ولكنها مصممة لـ تيار أعلىفي الحمل، على سبيل المثال LM350 - لتيار 3 أ، LM338 - لتيار 5 أ. الدوائر الدقيقة المستوردةمن سلسلة LOW DROP (SD، DV، LT1083/1084/1085). يمكن لهذه الدوائر الدقيقة أن تعمل بجهد منخفض بين الإدخال والإخراج (يصل إلى 1...1.3 فولت) وتوفر جهد خرج ثابتًا في نطاق 1.25...30 فولت عند تيار حمل يبلغ 7.5/5/3 أمبير، على التوالى . أقرب نظير محلي لنوع KR142EN22 لديه الحد الأقصى الحاليالتثبيت 7.5 أ. عند الحد الأقصى لتيار الخرج، تضمن الشركة المصنعة وضع التثبيت عند جهد دخل ومخرج لا يقل عن 1.5 فولت. كما تحتوي الدوائر الدقيقة أيضًا على حماية مدمجة ضد التيار الزائد في حمل القيمة المسموح بها والحرارة الحماية ضد ارتفاع درجة حرارة القضية. توفر هذه المثبتات عدم استقرار جهد الخرج بنسبة 0.05%/فولت، وعدم استقرار جهد الخرج عندما يتغير تيار الخرج من 10 مللي أمبير إلى قيمة قصوى لا تقل عن 0.1%/فولت. على الشكل 4يُظهر دائرة إمداد الطاقة لمختبر منزلي، والتي تسمح لك بالاستغناء عن الترانزستورات VT1 وVT2، كما هو موضح في الشكل 2.

بدلاً من الدائرة الدقيقة DA1 KR142EN12A، تم استخدام الدائرة الدقيقة KR142EN22A. هذا هو مثبت قابل للتعديل مع انخفاض الجهد المنخفض، والذي يسمح لك بالحصول على تيار يصل إلى 7.5 أمبير في الحمل، على سبيل المثال، جهد الدخل الموفر للدائرة الدقيقة هو Uin = 39 V، جهد الخرج عند الحمل Uout =. 30 فولت ، التيار عند الحمل = 5 أ ، ثم الحد الأقصى للطاقة التي تتبددها الدائرة الدقيقة عند الحمل هو 45 وات. يتم استخدام المكثف الإلكتروليتي C7 لتقليل مقاومة الخرج عند الترددات العالية، كما يقلل أيضًا من جهد الضوضاء ويحسن تجانس التموج. إذا كان هذا المكثف من التنتالوم، فيجب أن تكون سعته الاسمية 22 ميكروفاراد على الأقل، إذا كان الألومنيوم - 150 ميكروفاراد على الأقل. إذا لزم الأمر، يمكن زيادة سعة المكثف C7. إذا كان المكثف الإلكتروليتي C7 موجودًا على مسافة تزيد عن 155 مم ومتصلاً بمصدر الطاقة بسلك ذي مقطع عرضي أقل من 1 مم، فسيتم توفير مكثف إلكتروليتي إضافي بسعة لا تقل عن 10 ميكروفاراد. مثبتة على اللوحة بالتوازي مع المكثف C7، أقرب إلى الدائرة الدقيقة نفسها. يمكن تحديد سعة مكثف المرشح C1 تقريبًا بمعدل 2000 ميكروفاراد لكل 1 أمبير من تيار الخرج (عند جهد لا يقل عن 50 فولت). لتقليل انحراف درجة حرارة جهد الخرج، يجب أن يكون المقاوم R8 إما ملفوفًا بالسلك أو رقائق معدنية مع خطأ لا يقل عن 1٪. المقاوم R7 هو نفس نوع المقاوم R8. إذا لم يكن صمام ثنائي زينر KS113A متاحًا، فيمكنك استخدام الوحدة الموضحة في الشكل 3.المؤلف راضٍ تمامًا عن حل دائرة الحماية المقدم، لأنه يعمل بشكل لا تشوبه شائبة وتم اختباره عمليًا. يمكنك استخدام أي حلول لدائرة حماية مصدر الطاقة، على سبيل المثال تلك المقترحة في. في نسخة المؤلف، عند تشغيل المرحل K1، يتم إغلاق جهات الاتصال K 1.1، ومقاوم الدائرة القصيرة R7، ويصبح الجهد عند خرج مصدر الطاقة مساويًا لـ 0 فولت. وتظهر العناصر في الشكل 5، مظهربي بي - على الشكل 6.

يمكن لدوائر راديو الهواة الموضحة أدناه لحماية مصادر الطاقة أو أجهزة الشحن أن تعمل مع أي مصدر تقريبًا - التيار الكهربائي والنبضي و بطاريات قابلة للشحن. يعد تنفيذ الدوائر لهذه التصميمات بسيطًا نسبيًا ويمكن تكراره حتى بواسطة هواة الراديو المبتدئين.

يتكون جزء الطاقة من ترانزستور تأثير ميداني قوي. لا يسخن أثناء التشغيل، لذلك ليست هناك حاجة لاستخدام المشتت الحراري. يوفر الجهاز في نفس الوقت حماية ممتازة ضد الجهد الزائد والحمل الزائد وقصر الدائرة في دائرة الخرج، ويمكن اختيار تيار التشغيل عن طريق اختيار مقاوم تحويل، في حالتنا هو 8 أمبير، 6 مقاومات متصلة بالتوازي بقوة يتم استخدام 5 واط 0.1 أوم. ويمكن أيضًا عمل تحويلة من مقاومة بقوة 1-3 واط.

يمكن تعديل الحماية بشكل أكثر دقة عن طريق ضبط مقاومة مقاومة التشذيب. في حالة حدوث ماس كهربائي وتحميل زائد عند الإخراج، ستعمل الحماية على الفور تقريبًا، مما يؤدي إلى إيقاف تشغيل مصدر الطاقة. سيشير مؤشر LED إلى تفعيل الحماية. حتى عندما يتم إغلاق المخرج لمدة 30-40 ثانية، يظل العامل الميداني باردًا تقريبًا. نوعه ليس بالغ الأهمية تقريبًا لأي مفاتيح طاقة بتيار يتراوح بين 15-20 أمبير جهد التشغيل 20-60 فولت. تعتبر الترانزستورات من IRFZ24 أو IRFZ40 أو IRFZ44 أو IRFZ46 أو IRFZ48 أو السلاسل الأكثر قوة مثالية.

سيكون هذا الإصدار من المخطط مفيدًا لسائقي السيارات كحماية شاحنل بطاريات الرصاص الحمضية، إذا أربكت فجأة قطبية الاتصال، فلن يحدث شيء سيء للشاحن.

بفضل الاستجابة السريعة للحماية، يمكن استخدامه بشكل مثالي دوائر النبض، في حالة حدوث ماس كهربائي، ستعمل الحماية بشكل أسرع بكثير من احتراق مفاتيح الطاقة الخاصة بمصدر الطاقة. التصميم مناسب أيضًا لمحولات النبض، كحماية للتيار.

إذا كانت مصادر الطاقة وأجهزة الشحن لديك تستخدم ترانزستور ذو تأثير ميداني (MOSFET) لتبديل الحمل، فيمكنك بسهولة إضافة حماية من الدائرة القصيرة أو الحماية من التحميل الزائد إلى هذه الدائرة. في هذا المثال، سوف نستخدم مقاومة داخلية RSD، والتي تنتج انخفاضًا في الجهد يتناسب مع التيار المتدفق عبر MOSFET.

يمكن اكتشاف الجهد الكهربي الذي يمر عبر المقاومة الداخلية باستخدام جهاز مقارنة أو حتى ترانزستور يتحول عند مستوى جهد 0.5 فولت، أي يمكنك التخلي عن استخدام مقاومة استشعار التيار (التحويلة)، والتي تنتج عادةً جهدًا زائدًا. يمكن مراقبة المقارنة باستخدام متحكم دقيق. في حالة حدوث ماس كهربائي أو الحمل الزائد، يمكنك تشغيل التحكم في PWM والإنذار والتوقف في حالات الطوارئ برمجيًا). من الممكن أيضًا توصيل مخرج المقارنة بالبوابة ترانزستور التأثير الميداني، في حالة حدوث ماس كهربائي، يجب عليك إيقاف تشغيل المفتاح الميداني على الفور.

كل هواة الراديو الذين يصممون بانتظام الأجهزة الإلكترونيةأعتقد أن هناك مصدر طاقة منظم في المنزل. هذا الشيء مريح ومفيد حقًا، وبدونه، بمجرد تجربته في العمل، يصبح من الصعب الاستغناء عنه. في الواقع، إذا كنا بحاجة إلى التحقق، على سبيل المثال، LED، فسنحتاج إلى ضبط جهد التشغيل بدقة، لأنه إذا تم تجاوز الجهد الموردة إلى LED بشكل كبير، فقد يحترق الأخير ببساطة. ايضا مع الدوائر الرقمية، اضبط جهد الخرج على المتر المتعدد على 5 فولت، أو أي جهد آخر نحتاجه، ثم نمضي قدمًا.

يقوم العديد من هواة الراديو المبتدئين أولاً بتجميع مصدر طاقة منظم بسيط، دون ضبط تيار الإخراج ودون حماية ماس كهربائى. لذلك كان الأمر معي، منذ حوالي 5 سنوات، قمت بتجميع مصدر طاقة بسيط بجهد خرج قابل للتعديل فقط من 0.6 إلى 11 فولت. يظهر مخططها في الشكل أدناه:

ولكن قبل بضعة أشهر قررت ترقية مصدر الطاقة هذا وإضافة دائرة حماية صغيرة إلى دائرته. لقد وجدت هذا المخطط في أحد أعداد مجلة الراديو. عند الفحص الدقيق، اتضح أن المخطط يشبه في كثير من النواحي المخطط أعلاه. رسم تخطيطي، مصدر طاقة قمت بتجميعه مسبقًا. إذا كان هناك دائرة كهربائية قصيرة في الدائرة التي تعمل بالطاقة، ينطفئ مؤشر LED الخاص بدائرة كهربائية قصيرة، مما يشير إلى ذلك، ويصبح تيار الإخراج يساوي 30 مللي أمبير. تقرر أن أشارك في هذا المخطط وأن أستكمله بمخططي الخاص، وهذا ما فعلته. يظهر الرسم التخطيطي الأصلي من مجلة الراديو، والذي يتضمن إضافة، في الشكل أدناه:

توضح الصورة التالية جزء هذه الدائرة الذي يجب تجميعه.

يجب إعادة حساب قيمة بعض الأجزاء، وخاصة المقاومات R1 وR2، تصاعديًا. إذا كان لا يزال لدى أي شخص أسئلة حول مكان توصيل أسلاك الإخراج من هذه الدائرة، فسوف أقدم الشكل التالي:

سأضيف أيضًا أنه في الدائرة المجمعة، بغض النظر عما إذا كانت الدائرة الأولى أو الدائرة من مجلة الراديو، يجب عليك وضع مقاوم 1 كيلو أوم عند الخرج، بين زائد وناقص. في الرسم البياني من مجلة الراديو هذا هو المقاوم R6. كل ما تبقى هو حفر اللوحة وتجميع كل شيء معًا في علبة مصدر الطاقة. لوحات المرآة في البرنامج تخطيط سبرينتلا حاجة. رسم لوحة الدوائر المطبوعةحماية ماس كهربائى:

منذ حوالي شهر، عثرت على رسم تخطيطي لمرفق منظم تيار الإخراج الذي يمكن استخدامه مع مصدر الطاقة هذا. لقد أخذته من هذا الموقع. ثم قمت بتجميع جهاز فك التشفير هذا في علبة منفصلة وقررت توصيله حسب الحاجة لشحن البطاريات والإجراءات المماثلة حيث يكون مراقبة تيار الإخراج أمرًا مهمًا. فيما يلي رسم تخطيطي لجهاز فك التشفير، حيث تم استبدال الترانزستور KT3107 بـ KT361.

ولكن في وقت لاحق خطرت لي فكرة الجمع بين كل هذا في مبنى واحد من أجل الراحة. فتحت علبة مصدر الطاقة ونظرت، لم تكن هناك مساحة كافية، والمقاوم المتغير لن يصلح. تستخدم دائرة التنظيم الحالية مقاومة متغيرة قوية ذات أبعاد كبيرة إلى حد ما. وهنا ما يبدو:

ثم قررت ببساطة ربط كلتا الحالتين بمسامير، مما يجعل الاتصال بين الألواح بالأسلاك. لقد قمت أيضًا بضبط مفتاح التبديل على موضعين: الإخراج بتيار قابل للتعديل وغير منظم. في الحالة الأولى، تم توصيل الإخراج من اللوحة الرئيسية لمصدر الطاقة بمدخل المنظم الحالي، وذهب خرج المنظم الحالي إلى المشابك الموجودة على علبة مصدر الطاقة، وفي الحالة الثانية، المشابك تم توصيلها مباشرة بالإخراج من اللوحة الرئيسية لمصدر الطاقة. تم تبديل كل هذا باستخدام مفتاح تبديل ذو ستة أسنان في موضعين. فيما يلي رسم للوحة الدوائر المطبوعة للمنظم الحالي:

في شكل لوحة الدوائر المطبوعة، يشير R3.1 وR3.3 إلى المطرافين الأول والثالث للمقاومة المتغيرة، بالعد من اليسار. إذا أراد أي شخص تكرار ذلك، فإليك رسمًا تخطيطيًا لتوصيل مفتاح التبديل للتبديل:

لوحات الدوائر المطبوعة لإمدادات الطاقة ودوائر الحماية ودوائر التحكم الحالية مرفقة في الأرشيف. المواد التي أعدتها AKV.

يمثل هذا الرسم البياني أبسط كتلةمزود الطاقة على الترانزستورات المجهزة بحماية ماس كهربائى (ماس كهربائى). يظهر الرسم التخطيطي في الشكل.

المعلمات الرئيسية:

• جهد الخرج - 0..12 فولت؛
• الحد الأقصى لتيار الإخراج هو 400 مللي أمبير.

المخطط يعمل على النحو التالي. يتم تحويل جهد الدخل للشبكة 220 فولت بواسطة محول إلى 16-17 فولت، ثم يتم تصحيحه بواسطة الثنائيات VD1-VD4. تتم تصفية تموجات الجهد المصححة بواسطة المكثف C1. بعد ذلك، يتم إمداد الجهد المصحح إلى صمام ثنائي الزينر VD6، الذي يعمل على تثبيت الجهد عند أطرافه عند 12 فولت. يتم إطفاء ما تبقى من الجهد بواسطة المقاوم R2. بعد ذلك، يتم ضبط الجهد المقاوم المتغير R3 إلى المستوى المطلوب ضمن 0-12 فولت. ويتبع ذلك مضخم تيار على الترانزستورات VT2 وVT3، مما يؤدي إلى تضخيم التيار إلى مستوى 400 مللي أمبير. حمل مكبر الصوت الحالي هو المقاوم R5. بالإضافة إلى ذلك، يقوم المكثف C2 بتصفية تموج جهد الخرج.

هذه هي الطريقة التي تعمل بها الحماية. في حالة عدم وجود دائرة كهربائية قصيرة عند الخرج، يكون الجهد عند أطراف VT1 قريبًا من الصفر ويتم إغلاق الترانزستور. توفر دائرة R1-VD5 انحيازًا عند قاعدتها عند مستوى 0.4-0.7 فولت (انخفاض الجهد عبر الفتحة تقاطع p-nالصمام الثنائي). هذا الانحياز كافٍ لفتح الترانزستور عند مستوى جهد معين للباعث والمجمع. بمجرد حدوث ماس كهربائي عند الخرج، يصبح جهد المجمع والباعث مختلفًا عن الصفر ويساوي الجهد عند خرج الوحدة. ينفتح الترانزستور VT1، وتصبح مقاومة وصلة المجمع الخاصة به قريبة من الصفر، وبالتالي عند الصمام الثنائي زينر. وبالتالي، يتم توفير جهد دخل صفر إلى مكبر الصوت الحالي؛ وسوف يتدفق تيار قليل جدًا عبر الترانزستورات VT2، VT3، ولن تفشل. يتم إيقاف الحماية فورًا عند إزالة الدائرة القصيرة.

تفاصيل

يمكن أن يكون المحول بمساحة مقطعية أساسية تبلغ 4 سم 2 أو أكثر. يحتوي الملف الأولي على 2200 لفة من سلك PEV-0.18، ويحتوي الملف الثانوي على 150-170 لفة من سلك PEV-0.45. سيعمل أيضًا محول مسح الإطار الجاهز من أجهزة التلفاز الأنبوبية القديمة من سلسلة TVK110L2 أو ما شابه ذلك. يمكن أن تكون الثنائيات VD1-VD4 D302-D305 أو D229Zh-D229L أو أي منها بتيار لا يقل عن 1 أمبير وجهد عكسي لا يقل عن 55 فولت. يمكن أن تكون الترانزستورات VT1 و VT2 أي ترانزستورات منخفضة الطاقة منخفضة التردد ، على سبيل المثال ، MP39-MP42. يمكنك أيضًا استخدام ترانزستورات السيليكون الأكثر حداثة، على سبيل المثال، KT361، KT203، KT209، KT503، KT3107 وغيرها. مثل VT3 - الجرمانيوم P213-P215 أو السيليكون الحديث عالي الطاقة منخفض التردد KT814، KT816، KT818 وغيرها. عند استبدال VT1، قد يتبين أن حماية ماس كهربائى لا تعمل. ثم يجب عليك توصيل صمام ثنائي آخر (أو اثنين، إذا لزم الأمر) على التوالي مع VD5. إذا كان VT1 مصنوعًا من السيليكون، فمن الأفضل استخدام ثنائيات السيليكون، على سبيل المثال، KD209(A-B).

وفي الختام، تجدر الإشارة إلى أنه بدلا من تلك المشار إليها في مخطط ص ن فيمكن استخدام الترانزستورات بمعلمات مماثلة الترانزستورات نبن(ليس بدلاً من أي من VT1-VT3، ولكن بدلاً من كل منهم). بعد ذلك سوف تحتاج إلى تغيير أقطاب الثنائيات، وثنائي زينر، والمكثفات، وجسر الصمام الثنائي. عند الخرج، وفقًا لذلك، ستكون قطبية الجهد مختلفة.

قائمة العناصر الراديوية

نوصي بالقراءة

المعدات الكهربائية

الكلمات القديمة ومعناها

أساسيات الهندسة الكهربائية

مميزات وعيوب مهنة عالم البيئة 5 مهن تتعلق بالبيئة

محرك كهربائي

طيور الغراب: الوصف والصورة والنظام الغذائي وخصائص وخصائص النوع المسؤول في عائلة الغراب

المقابس والمفاتيح

أنواع الطاووس وأوصافها وصورها

القياسات والحسابات

ما هي المؤامرات للأحذية؟

أساسيات الهندسة الكهربائية

تعويذة الحظ السعيد: أن يكون لديك الحظ دائمًا في كل شيء. تعويذة الحظ السعيد على الأقراط.