Protection de l'alimentation contre les courants de court-circuit. Circuit de protection contre les surcharges et les courts-circuits

Pour protéger l'alimentation électrique pendant la conception divers schémas Il est recommandé d'ajouter une unité de protection contre les surintensités à la sortie de l'alimentation. Un circuit de dispositif simple est construit en utilisant un thyristor comme élément de commande de protection contre la tension.

Tant que la tension d'alimentation d'entrée est dans les limites normales, la diode Zener et le thyristor sont fermés et le courant circule dans la charge. Lorsque la tension d'alimentation dépasse 15,2V, la diode Zener s'ouvre, suivie du thyristor, puisqu'il existe une différence de potentiel entre sa cathode et l'électrode de commande suffisante pour la déverrouiller. Le thyristor VS1 connecté en parallèle à la sortie de l'alimentation, en cas de surcharge, coupe le fusible en quelques microsecondes si la tension de sortie est supérieure à la valeur admissible. Le seuil d'ouverture du thyristor, c'est-à-dire le déclenchement de la protection, dépend des données techniques de la diode Zener. Si le fusible saute, un émetteur sonore piézoélectrique avec générateur intégré s'allumera, ce qui signalera un défaut externe, qui indique également un éventuel court-circuit dans la charge. L'alarme retentira jusqu'à ce que l'alimentation secteur ou le dispositif de charge soit déconnecté.

Vidéo du circuit de protection de l'alimentation en action

Source : chipdip.ru

N O P O P U L A R N O E :

Un chargeur de voiture ou une alimentation de laboratoire réglable avec une tension de sortie de 4 à 25 V et un courant allant jusqu'à 12 A peut être réalisé à partir d'une alimentation informatique inutile AT ou ATX.

Examinons plusieurs options de schéma ci-dessous :

Lors de la création d'un appareil, le problème de la création d'une source d'alimentation simple et fiable peut se poser. L'une des options est source d'impulsions nutrition.

Aujourd'hui, il y a beaucoup circuits simples alimentations à découpage pour quantité minimale pas d'éléments rares.

Dans l'article ci-dessous, nous proposons une description de l'une des options pour un simple bloc d'impulsion alimentation sur une puce UC3842 bon marché.

Le circuit intégré (IC) KR142EN12A est un stabilisateur de tension réglable du type à compensation dans le boîtier KT-28-2, qui vous permet d'alimenter des appareils avec un courant allant jusqu'à 1,5 A dans la plage de tension 1,2...37 V. Ce stabilisateur intégré Dispose d'une protection de courant thermiquement stable et d'une protection contre les courts-circuits de sortie.

Sur la base du circuit intégré KR142EN12A, vous pouvez construire une alimentation réglable dont le circuit (sans transformateur ni pont de diodes) est illustré dans Figure 2. La tension d'entrée redressée est fournie du pont de diodes au condensateur C1. Le transistor VT2 et la puce DA1 doivent être situés sur le radiateur.

Bride du dissipateur thermique DA1 est connecté électriquement à la broche 2, donc si DAT et le transistor VD2 sont situés sur le même dissipateur thermique, ils doivent alors être isolés l'un de l'autre.

Dans la version de l'auteur, DA1 est installé sur un petit radiateur séparé, qui n'est pas connecté galvaniquement au radiateur et au transistor VT2. La puissance dissipée par une puce dotée d’un dissipateur thermique ne doit pas dépasser 10 W. Les résistances R3 et R5 forment un diviseur de tension inclus dans l'élément de mesure du stabilisateur. Une tension négative stabilisée de -5 V est fournie au condensateur C2 et à la résistance R2 (utilisée pour sélectionner le point thermiquement stable VD1. Dans la version originale, la tension est fournie par le pont de diodes KTs407A et le stabilisateur 79L05, alimentés par un séparé). enroulement du transformateur de puissance.

Pour se protéger dès la fermeture du circuit de sortie du stabilisateur, il suffit de connecter un condensateur électrolytique d'une capacité d'au moins 10 µF en parallèle avec la résistance R3, et la résistance shunt R5 avec une diode KD521A. L'emplacement des pièces n'est pas critique, mais pour une bonne stabilité en température il est nécessaire d'utiliser les types de résistances appropriés. Ils doivent être situés le plus loin possible des sources de chaleur. La stabilité globale de la tension de sortie dépend de nombreux facteurs et ne dépasse généralement pas 0,25 % après échauffement.

Après la mise sous tension et en réchauffant l'appareil, la tension de sortie minimale de 0 V est réglée avec la résistance Rao6. Résistances R2 ( Figure 2) et la résistance Rno6 ( Figure 3) doivent être des coupe-bordures multitours de la série SP5.

Possibilités le courant du microcircuit KR142EN12A est limité à 1,5 A. Actuellement, il existe des microcircuits en vente avec des paramètres similaires, mais conçus pour courant plus élevé dans une charge, par exemple LM350 - pour un courant de 3 A, LM338 - pour un courant de 5 A. Récemment, microcircuits importés de la série LOW DROP (SD, DV, LT1083/1084/1085). Ces microcircuits peuvent fonctionner à une tension réduite entre l'entrée et la sortie (jusqu'à 1... 1,3 V) et fournir une tension de sortie stabilisée dans la plage de 1,25... 30 V avec un courant de charge de 7,5/5/3 A, respectivement. L'analogue domestique le plus proche en termes de paramètres est le type KR142EN22. courant maximum stabilisation 7,5 A. Au courant de sortie maximum, le mode de stabilisation est garanti par le fabricant à une tension d'entrée-sortie d'au moins 1,5 V. Les microcircuits ont également une protection intégrée contre les excès de courant dans la charge de la valeur admissible et thermique protection contre la surchauffe du boîtier. Ces stabilisateurs fournissent une instabilité de tension de sortie de 0,05 %/V, une instabilité de tension de sortie lorsque le courant de sortie passe de 10 mA à une valeur maximale non inférieure à 0,1 %/V. Sur Figure 4 montre un circuit d'alimentation pour un laboratoire domestique, qui permet de se passer des transistors VT1 et VT2, illustré dans Figure 2.

Au lieu du microcircuit DA1 KR142EN12A, le microcircuit KR142EN22A a été utilisé. Il s'agit d'un stabilisateur réglable à faible chute de tension, qui permet d'obtenir un courant jusqu'à 7,5 A dans la charge. Par exemple, la tension d'entrée fournie au microcircuit est Uin = 39 V, tension de sortie à la charge Uout =. 30 V, courant à la charge louf = 5 A, alors la puissance maximale dissipée par le microcircuit à la charge est de 45 W. Le condensateur électrolytique C7 est utilisé pour réduire l'impédance de sortie aux hautes fréquences, réduit également la tension de bruit et améliore le lissage des ondulations. Si ce condensateur est en tantale, sa capacité nominale doit être d'au moins 22 μF, s'il est en aluminium - d'au moins 150 μF. Si nécessaire, la capacité du condensateur C7 peut être augmentée. Si le condensateur électrolytique C7 est situé à une distance supérieure à 155 mm et est connecté à l'alimentation électrique avec un fil de section inférieure à 1 mm, alors un condensateur électrolytique supplémentaire d'une capacité d'au moins 10 μF est installé sur la carte parallèlement au condensateur C7, plus proche du microcircuit lui-même. La capacité du condensateur de filtrage C1 peut être déterminée approximativement à raison de 2 000 μF pour 1 A de courant de sortie (à une tension d'au moins 50 V). Pour réduire la dérive de température de la tension de sortie, la résistance R8 doit être soit enroulée, soit en feuille métallique avec une erreur d'au moins 1 %. La résistance R7 est du même type que R8. Si la diode Zener KS113A n'est pas disponible, vous pouvez utiliser l'unité illustrée dans Figure 3. L'auteur est très satisfait de la solution de circuit de protection proposée, car elle fonctionne parfaitement et a été testée dans la pratique. Vous pouvez utiliser n'importe quelle solution de circuit de protection d'alimentation, par exemple celles proposées dans. Dans la version de l'auteur, lorsque le relais K1 est déclenché, les contacts K 1.1 sont fermés, court-circuitant la résistance R7, et la tension à la sortie de l'alimentation devient égale à 0 V. Le circuit imprimé de l'alimentation et l'emplacement du les éléments sont représentés sur la figure 5, apparence BP - activé Fig.6.

Les circuits radioamateurs présentés ci-dessous pour protéger les alimentations ou les chargeurs peuvent fonctionner avec presque toutes les sources - secteur, pulsé et piles rechargeables. La mise en œuvre des circuits de ces conceptions est relativement simple et peut être répétée même par un radioamateur novice.

La partie puissance est constituée d’un puissant transistor à effet de champ. Il ne surchauffe pas pendant le fonctionnement, il n'est donc pas nécessaire d'utiliser un dissipateur thermique. L'appareil offre en même temps une excellente protection contre les surtensions, les surcharges et les courts-circuits dans le circuit de sortie, le courant de fonctionnement peut être sélectionné en sélectionnant une résistance shunt, dans notre cas il s'agit de 8 ampères, 6 résistances connectées en parallèle avec une puissance de 5 watts 0,1 Ohm sont utilisés. Un shunt peut également être réalisé à partir d'une résistance d'une puissance de 1 à 3 watts.

La protection peut être ajustée plus précisément en ajustant la résistance de la résistance d'ajustement. En cas de court-circuit et de surcharge à la sortie, la protection fonctionnera presque immédiatement, coupant l'alimentation électrique. La LED indiquera que la protection a été déclenchée. Même lorsque la sortie est fermée pendant 30 à 40 secondes, l'opérateur reste presque froid. Son type n'est pas critique ; presque tous les interrupteurs de puissance avec un courant de 15 à 20 ampères par tension de fonctionnement 20-60 volts. Les transistors des séries IRFZ24, IRFZ40, IRFZ44, IRFZ46, IRFZ48 ou plus puissantes sont parfaits.

Cette version du système sera utile aux automobilistes comme protection chargeur Pour batteries au plomb, si vous confondez soudainement la polarité de la connexion, rien de grave n'arrivera au chargeur.

Grâce à la réponse rapide de la protection, elle peut parfaitement être utilisée pour circuits d'impulsions, en cas de court-circuit, la protection fonctionnera beaucoup plus rapidement que les interrupteurs d'alimentation de l'alimentation à découpage ne grilleront. La conception convient également aux inverseurs d'impulsions, comme protection de courant.

Si vos alimentations et chargeurs utilisent un transistor à effet de champ (MOSFET) pour commuter la charge, vous pouvez facilement ajouter une protection contre les courts-circuits ou les surcharges à un tel circuit. Dans cet exemple, nous utiliserons une résistance interne RSD, qui produit une chute de tension proportionnelle au courant circulant dans le MOSFET.

La tension traversant la résistance interne peut être détectée à l'aide d'un comparateur ou même d'un transistor qui commute à un niveau de tension de 0,5 V, c'est-à-dire que vous pouvez abandonner l'utilisation d'une résistance de détection de courant (shunt), qui produit généralement une tension excessive. Le comparateur peut être surveillé à l'aide d'un microcontrôleur. En cas de court-circuit ou de surcharge, vous pouvez démarrer par programme le contrôle PWM, l'alarme, l'arrêt d'urgence). Il est également possible de connecter la sortie du comparateur à la porte transistor à effet de champ, si un court-circuit se produit, vous devez immédiatement éteindre l'interrupteur de terrain.

Chaque radioamateur qui conçoit régulièrement appareils électroniques, je pense qu'il y a une alimentation électrique régulée à la maison. La chose est vraiment pratique et utile, sans laquelle, une fois essayée en action, il devient difficile de s'en passer. En effet, si l'on doit vérifier, par exemple, une LED, il faudra régler avec précision sa tension de fonctionnement, car si la tension fournie à la LED est largement dépassée, cette dernière risque tout simplement de griller. Aussi avec circuits numériques, réglez la tension de sortie du multimètre sur 5 volts, ou toute autre tension dont nous avons besoin et continuez.

De nombreux radioamateurs débutants assemblent d'abord une simple alimentation régulée, sans réglage du courant de sortie et sans protection contre les courts-circuits. C'était donc mon cas, il y a environ 5 ans, j'ai assemblé une alimentation simple avec uniquement une tension de sortie réglable de 0,6 à 11 volts. Son schéma est présenté dans la figure ci-dessous :

Mais il y a quelques mois, j'ai décidé de mettre à niveau cette alimentation et d'ajouter un petit circuit de protection contre les courts-circuits à son circuit. J'ai trouvé ce schéma dans l'un des numéros du magazine Radio. Après un examen plus approfondi, il s’est avéré que le diagramme est à bien des égards similaire à celui ci-dessus. diagramme schématique, une alimentation que j'avais préalablement assemblée. S'il y a un court-circuit dans le circuit alimenté, la LED d'indication de court-circuit s'éteint, le signalant, et le courant de sortie devient égal à 30 milliampères. Il a été décidé de participer à ce projet et de le compléter par le mien, ce que j'ai fait. Le schéma original du magazine Radio, qui comprend un ajout, est présenté dans la figure ci-dessous :

L'image suivante montre la partie de ce circuit qui devra être assemblée.

La valeur de certaines pièces, notamment les résistances R1 et R2, doit être recalculée à la hausse. Si quelqu'un a encore des questions sur l'endroit où connecter les fils de sortie de ce circuit, je fournirai la figure suivante :

J'ajouterai aussi que dans le circuit assemblé, qu'il s'agisse du premier circuit ou du circuit du magazine Radio, il faut placer une résistance de 1 kOhm en sortie, entre le plus et le moins. Dans le schéma du magazine Radio, il s'agit de la résistance R6. Il ne reste plus qu'à graver la carte et à assembler le tout dans le boîtier d'alimentation. Tableaux miroir au programme Disposition des sprints pas besoin. Dessin circuit imprimé Protection contre les courts-circuits :

Il y a environ un mois, je suis tombé sur un schéma d'un régulateur de courant de sortie qui pourrait être utilisé avec cette alimentation. Je l'ai pris sur ce site. Ensuite, j'ai assemblé ce décodeur dans un boîtier séparé et j'ai décidé de le connecter si nécessaire pour charger les batteries et pour des actions similaires où la surveillance du courant de sortie est importante. Voici le schéma du décodeur, le transistor KT3107 qu'il contient a été remplacé par KT361.

Mais plus tard, l’idée m’est venue de regrouper, par commodité, tout cela dans un seul bâtiment. J'ai ouvert le boîtier de l'alimentation et j'ai regardé, il n'y avait pas assez de place, la résistance variable ne rentrait pas. Le circuit régulateur de courant utilise une puissante résistance variable, qui a des dimensions assez grandes. Voici à quoi cela ressemble :

Ensuite, j'ai décidé de simplement connecter les deux boîtiers avec des vis, en établissant la connexion entre les cartes avec des fils. J'ai également réglé l'interrupteur à bascule sur deux positions : sortie avec courant réglable et non régulée. Dans le premier cas, la sortie de la carte principale de l'alimentation était connectée à l'entrée du régulateur de courant, et la sortie du régulateur de courant allait aux pinces du boîtier d'alimentation, et dans le second cas, aux pinces étaient connectés directement à la sortie de la carte principale de l’alimentation. Tout cela a été commuté avec un interrupteur à bascule à six broches sur 2 positions. Voici un dessin du circuit imprimé du régulateur de courant :

Sur la figure du circuit imprimé, R3.1 et R3.3 indiquent les première et troisième bornes de la résistance variable, en partant de la gauche. Si quelqu'un veut le répéter, voici un schéma de connexion d'un interrupteur à bascule pour la commutation :

Les circuits imprimés de l'alimentation électrique, des circuits de protection et des circuits de contrôle du courant sont joints dans les archives. Matériel préparé par AKV.

Ce diagramme représente bloc le plus simple alimentation sur transistors, équipée d'une protection contre les courts-circuits (court-circuit). Son schéma est représenté sur la figure.

Paramètres principaux :

• Tension de sortie - 0..12V ;
• Le courant de sortie maximum est de 400 mA.

Le schéma fonctionne comme suit. La tension d'entrée du réseau 220V est convertie par un transformateur en 16-17V, puis redressée par les diodes VD1-VD4. Le filtrage des ondulations de tension redressées est réalisé par le condensateur C1. Ensuite, la tension redressée est fournie à la diode Zener VD6, qui stabilise la tension à ses bornes à 12V. Le reste de la tension est éteint par la résistance R2. Ensuite, la tension est ajustée résistance variable R3 au niveau requis entre 0 et 12 V. Ceci est suivi d'un amplificateur de courant sur les transistors VT2 et VT3, qui amplifie le courant jusqu'à un niveau de 400 mA. La charge de l'amplificateur de courant est la résistance R5. Le condensateur C2 filtre en outre l'ondulation de la tension de sortie.

C’est ainsi que fonctionne la protection. En l'absence de court-circuit en sortie, la tension aux bornes de VT1 est proche de zéro et le transistor est fermé. Le circuit R1-VD5 fournit une polarisation à sa base à un niveau de 0,4-0,7 V (chute de tension aux bornes de la borne ouverte). jonction p-n diode). Cette polarisation est suffisante pour ouvrir le transistor à un certain niveau de tension collecteur-émetteur. Dès qu'un court-circuit se produit en sortie, la tension collecteur-émetteur devient différente de zéro et égale à la tension en sortie de l'appareil. Le transistor VT1 s'ouvre et la résistance de sa jonction collectrice devient proche de zéro, et donc au niveau de la diode Zener. Ainsi, une tension d'entrée nulle est fournie à l'amplificateur de courant ; très peu de courant circulera dans les transistors VT2, VT3 et ils ne tomberont pas en panne. La protection est immédiatement désactivée lorsque le court-circuit est éliminé.

Détails

Le transformateur peut être n'importe lequel avec une section transversale de noyau de 4 cm 2 ou plus. L'enroulement primaire contient 2 200 tours de fil PEV-0,18, l'enroulement secondaire contient 150 à 170 tours de fil PEV-0,45. Un transformateur de balayage d'image prêt à l'emploi provenant d'anciens téléviseurs à tube de la série TVK110L2 ou similaire fonctionnera également. Les diodes VD1-VD4 peuvent être D302-D305, D229Zh-D229L ou n'importe quelle diode avec un courant d'au moins 1 A et une tension inverse d'au moins 55 V. Les transistors VT1, VT2 peuvent être n'importe quels transistors basse fréquence et faible puissance, par exemple , MP39-MP42. Vous pouvez également utiliser des transistors en silicium plus modernes, par exemple KT361, KT203, KT209, KT503, KT3107 et autres. Comme VT3 - germanium P213-P215 ou silicium plus moderne puissant basse fréquence KT814, KT816, KT818 et autres. Lors du remplacement du VT1, il se peut que la protection contre les courts-circuits ne fonctionne pas. Ensuite, vous devez connecter une autre diode (ou deux, si nécessaire) en série avec VD5. Si VT1 est en silicium, il est préférable d'utiliser des diodes en silicium, par exemple KD209(A-B).

En conclusion, il convient de noter qu'au lieu de ceux indiqués dans schéma pnp les transistors peuvent être utilisés avec des paramètres similaires transistors npn(pas à la place d'aucun des VT1-VT3, mais à la place de tous). Ensuite, vous devrez changer la polarité des diodes, de la diode Zener, des condensateurs et du pont de diodes. En conséquence, à la sortie, la polarité de la tension sera différente.

Liste des radioéléments

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