Как известно, существует немало различных источников тока, у которых не предусмотрена защита от аварийных токовых перегрузок, - это практически все гальванические элементы и батареи, большинство аккумуляторов и батарей из них, сетевые блоки питания, собранные по простейшей схеме, и т. д. Тем не менее зачастую подобные источники используют для питания нагрузки в течение длительного времени без присмотра оператора.

Если по той или иной причине происходит значительное увеличение тока, потребляемого нагрузкой, это, естественно, приведет к перегреванию такого источника и выходу его из строя, порой с весьма тяжелыми последствиями. Описываемое ниже устройство предназначено для автематического отключения нагрузки от источника постоянного тока при возникновении перегрузки в ее цепи и для световой индикации аварийного состояния. Этот двуполюсник, подобно плавкому предохранителю, включают в разрыв плюсового провода нагрузочной цепи.

Электронный предохранитель (рис. 1) состоит из мощного составного коммутирующего элемента на транзисторах VT4VT3, токоизмерительного резистора R2, транзисторного аналога динистора VT1VT2 и шунтирующего транзистора VT5.

При включении источника питания открывается составной транзистор VT4VT3 током, протекающим через резистор R1 и эмиттерныи переход транзистора VT4. Остальные транзисторы остаются закрытыми. К нагрузке поступает номинальное напряжение, через нее протекает номинальный ток.

При возникновении перегрузки падение напряжения на токоизмерительном резисторе становится достаточным для открывания аналога динистора. Вслед за ним открывается транзистор VT5 и шунтирует эмиттерный переход транзистора VT4. В результате этого закрываются транзисторы VT4 и VT3, отключая нагрузку от источника питания. Ток нагрузки резко уменьшается, но аналог динистора остается открытым.

В этом состоянии предохранитель может находиться неограниченно долго. Через нагрузку протекает остаточный ток, определяемый сопротивлением резистора R1, т. е. в десятки раз меньше номинального. Падение напряжения на закрытом транзисторе VT3 включает светодиод HL1 "Авария".

Для того чтобы возобновить работу нагрузки в номинальном режиме после устранения причины, вызвавшей перегрузку, необходимо на короткое время либо выключить источник питания, либо отключить нагрузку.

При указанных на схеме типономиналах деталей предохранитель имеет следующие характеристики:

• Номинальное напряжение питания. В......12
• Номинальный ток нагрузки, А......1
• Ток срабатывания, А......1,2
• Остаточное напряжение на нагрузке после срабатывания предохранителя, В......1,2
• Падение напряжения на предохранителе в номинальном режиме, мВ......750

Преимущество этого предохранителя, по сравнению с описанным в [1 ], - более надежное закрывание коммутирующего элемента (поскольку напряжение на открытом и насыщенном транзисторе VT5 существенно меньше, чем на открытом тринисторе VS1 в [1]. Кроме того, падение напряжения на коммутирующем элементе рассматриваемого предохранителя значительно меньше, чем у сравниваемого; это достигнуто использованием в нем транзисторов различной структуры [2].

Устройство легко размещается на печатной плате размерами 45x45 мм (рис. 2). Транзистор VT3 лучше всего применять указанный на схеме. Попытки заменить его другими мощными транзисторами приводили к увеличению падения напряжения на предохранителе.

Включать предохранитель в защищаемую цепь необходимо в строго определенной полярности. Это требует нанесения соответствующей маркировки его выводов.

Автор: О.Сидорович, г.Львов, Украина