Устройство защиты сильноточной аппаратуры. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки

 Комментарии к статье

Предлагаемое устройство предназначено для защиты аппаратуры, потребляющей от источника постоянного напряжения значительный импульсный ток (УМЗЧ, трансиверы и т. п.). Устройство отключает нагрузку в случаях чрезмерного повышения или понижения напряжения питания. Пороги срабатывания защиты можно регулировать в широких пределах. Малые габариты устройства позволяют встроить его в питаемую нагрузку.

Когда мощная низковольтная радиоаппаратура получает питание от случайных нештатных источников, в том числе автомобильных аккумуляторов, весьма актуальна ее защита от переполюсовки и недопустимого напряжения питания (слишком высокого или низкого). В первом случае можно применить классический прием - предохранитель и мощный диод, подключенный катодом к плюсовой, а анодом к минусовой шине питания. Для второго случая, разработано предлагаемое устройство, которое включается в линию питания нагрузки и может быть встроено в нагрузку. Схема устройства показана на рис. 1.

Нагрузку коммутирует мощный ключевой р-канальный полевой транзистор IRF4905 ( VT1), которым управляют две микросхемы - параллельные стабилизаторы напряжения - КР142ЕН19 ( DA1 и DA2), работающие в режиме компаратора. Если напряжение на входе микросхемы КР142ЕН19 меньше порога ее переключения (2,5 В), то микросхема закрыта и потребляет ток около 1 мкА. В противном случае ток через микросхему резко возрастает (с крутизной примерно 2 А/В), поэтому его ограничивают внешними элементами так, чтобы он не превышал 100 мА. На микросхеме DA1 собран узел, реагирующий на повышение напряжения питания, а на DA2 - на понижение. Характеристика устройства показана на рис. 2.

Рассмотрим плавное увеличение напряжения питания. Пока оно меньше 10 В, обе микросхемы закрыты и ток через резистор R7 невелик. Напряжение на этом резисторе недостаточно для открывания транзистора VT1, нагрузка отключена, светодиод HL1 не горит. Когда напряжение питания возрастет до 10 В, напряжение на управляющем входе микросхемы DA2 достигнет 2,5 В и микросхема откроется. Ток через нее возрастет, напряжение на резисторе R7 увеличится, и транзистор откроется и подключит нагрузку. Благодаря малому сопротивлению канала открытого транзистора VT1 (0,02 Ом) падение напряжения на нем будет невелико и почти все входное напряжение поступает на нагрузку. Светодиод HL1 индицирует включенное состояние нагрузки. Когда напряжение питания достигнет 16 В, откроется микросхема DA 1, напряжение на ней не превысит 2 В, вследствие чего микросхема DA 2 закроется, транзистор VT1 также закроется и отключит нагрузку. Светодиод HL1 погаснет.

При плавном уменьшении напряжения питания нагрузка будет включена при напряжении 15 В и отключена при 9 В. Таким образом, каждый порог переключения имеет гистерезис, что повышает надежность переключения и исключает многократную коммутацию нагрузки, когда нестабильное напряжение питания колеблется на пороговом уровне. Гистерезис верхнего порога осуществлен с помощью положительной обратной связи через резистор R6, нижнего порога - через резистор R8. Указанные вы­ше пороги срабатывания могут быть изменены в широких пределах: верхний - подстроечным резистором R1, нижний - R4. Увеличение сопротивления резисторов R 6 уменьшает гистерезис верхнего порога, R 8 - нижнего. Для уменьшения влияния помех в цепь отрицательной обратной связи микросхем включены конденсаторы С1 и С3, но следует учесть, что они уменьшают быстродействие устройства. При токе нагрузки 10 А падение напряжения на открытом транзисторе VT1 не превысит 0,2 В, а рассеиваемая мощность будет не более 2 Вт, поэтому транзистор можно использовать без теплоотвода. При токе 20 А рассеиваемая мощность может достичь 8 Вт, поэтому необходим небольшой теплоотвод или включение двух транзисторов параллельно. Напряжение питания с учетом пульсаций должно быть меньше предельно допустимого напряжения микросхем - 30 В.

Конструкция и детали

Транзистор IRF 4905 ( VT 1) - полевой с р-каналом в корпусе ТО-220 или IRF4905L в корпусе ТО-262, также можно использовать IRFU5305 в корпусе ТО-251АА. Микросхему КР142ЕН19 ( DA1 и DA2) можно заменить зарубежным аналогом TL 431 CLR. Все конденсаторы - К10-17 или аналогичные импортные, постоянные резисторы - Р1-4, МЛТ, С2-33, подстроечные - СПЗ-19. Для этих деталей рассчитана плата, чертеж которой показан на рис. 3. Она изготовлена из односторонне фольгированного стеклотекстолита.

Если необходимо уменьшить габаритные размеры устройства, то надо применить детали для поверхностного монтажа: транзистор VT 1 IRF 4905 S - в корпусе D 2- Pak или IRFR 5305 - в корпусе D - Pak, микросхемы DA1 и DA2 TL431CD - в корпусе SOP -8, подстроечные резисторы PVZ, постоянные резисторы и конденсаторы - типоразмера 1206. Чертеж печатной платы для таких деталей показан на рис. 4, фотография смонтированной платы - на рис. 5.

Светодиод HL1 можно применить любой маломощный видимого спектра излучения. Сопротивление резистора R 9 выбирают так, чтобы при максимальном напряжении питания нагрузки ток через светодиод не превысил максимально допустимого значения. Светодиод HL1 и резистор R9 установлены вне платы навесным монтажом. Эти элементы нужны только в том случае, если у нагрузки нет собственной индикации включенного состояния.

Налаживание сводится к установке порогов переключения подстроечными резисторами R1 и R4, требуемые значения гистерезисов устанавливают подбором резисторов R6 и R8.

Автор: И. Нечаев, г.Курск; Публикация: cxem.net

Смотрите другие статьи раздела Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Выведены маложирные морозоустойчивые свиньи 27.10.2017 С помощью системы редактирования генома CRISPR китайские генетики вывели породу маложирных свиней, легко переживающих холод. В геном свиней мясной породы ввели ген UCP1, исчезнувший из ДНК предков современной домашней свиньи 20 миллионов лет назад. Белок, закодированный этим геном, участвует в процессе терморегуляции, благодаря ему животные эффективно сжигают жир и поддерживают температуру тела на холоде. Генетически модифицированные поросята вырастают стройными и подтянутыми. Казалось бы, это не совсем то, что нужно производителям бекона - но экономически это оправдано: во?первых, фермеры могут тратить меньше электроэнергии на обогрев помещений, а во-вторых, стройные поросята растут быстрее своих жирных сородичей, поэтому для того, чтобы набрать нужную мышечную массу, им нужно меньше корма. У обычных свиней жир составляет около 20% массы тела, у ГМ-свиней - всего 15%, зато мяса у ГМ-животных оказалось целых 53% (у обычных свиней - 50%). Кроме того, ГМ-свиньи легче, чем обычные, перенесли эксперимент, в котором животных на 4 часа оставили в холодном помещении. Пока неизвестно, окажется ли генномодифицированная свинина лучше или хуже обычной по органолептическим качествам. Слой подкожного жира у ГМ-поросят был тоньше, чем у обыкновенных, но на содержание жира в мышечной ткани (а именно этот жир определяет вкус мяса) искусственно введенный ген влиять не должен, объясняют авторы работы. Чтобы в этом убедиться, ученые собираются вывести новых ГМ-поросят - первые 12 уже выросли.

Другие интересные новости:

▪ Нанотрубки помогут собирать нефть

▪ Водородный Mercedes

▪ Боевой модульный лазер прошел испытания

▪ Роботы вместо астронавтов

▪ Световые сигналы звезд

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радиолюбительские расчеты. Подборка статей

▪ статья Гребные винты из пенопласта. Советы моделисту

▪ статья Почему у берегов Японии обитает много крабов с узором на панцире в виде разгневанного лица? Подробный ответ

▪ статья Работа с инструментом для ручной ковки. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Универсальное охранное устройство. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Разделительный фильтр-кроссовер для автомобильного сабвуфера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025