Электромеханическая защита зарядного устройства от КЗ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Защита аппаратуры от аварийных режимов работы сети, блоки бесперебойного питания

 Комментарии к статье

Современные зарядные устройства (ЗУ) и блоки питания (БП) комплектуются, как правило, электронной системой защиты от короткого замыкания (КЗ) на выходе. Однако в радиолюбительской практике встречаются и простые сетевые источники электроэнергии, состоящие лишь из понижающего трансформатора и выпрямителя. Необходимые же компоненты для дополнения их электронной защитой подчас дороги, далеко не каждому и не всегда доступны.

Но даже в ультрасовременных, казалось бы, блоках и устройствах с параметрическим или компенсационным стабилизатором напряжения питания электронная защита тоже иной раз оказывается явно не на высоте по причине тепловых перегрузок регулируемого транзистора. Получается, что чем меньше выходное напряжение здесь установлено и чем ближе к максимальному ток, потребляемый нагрузкой, тем быстрее происходит нагрев. Ограничить протекание тока короткого замыкания переходом в расчетный режим работы такой полупроводниковый триод уже не может. А в результате - пробой транзистора и выход всего блока питания из строя.

Предлагаю несложную электромеханическую защиту от короткого замыкания с использованием реле или автоматических выключателей многократного действия (например, автоматических предохранителей в квартирных счетчиках - АВМ). Достоинства такой защиты: простота, отсутствие дорогих полупроводниковых приборов, гарантированная гальваническая развязка нагрузки и источника питающего напряжения. Недостатком же является инерционность. Так, быстродействие релейной защиты составляет примерно 0,1 с, с использованием АВМ - до 3 с. Однако на практике и этого бывает подчас вполне достаточно.

Рассмотрим принципиальную электрическую схему защиты, которую можно с успехом применять в зарядных устройствах и блоках питания с нерегулируемым напряжением (рис. а). С нажатием на кнопку SB1 происходит срабатывание реле К1, которое переходит в режим самоблокировки, удерживая в замкнутом состоянии контакты К1.1 и подводя электроэнергию непосредственно к нагрузке. При возникновении же короткого замыкания в цепях питания выходное напряжение резко уменьшается, обмотка реле обесточивается, что приводит к размыканию контактов и отключению нагрузки от источника.

Повторное включение нагрузки кнопкой SB1 возможно лишь после устранения неисправности. При этом конденсатор С1, заряженный до выходного напряжения источника питания, разряжается на обмотку реле, заставляя К1 сработать. Резистор R1 ограничивает импульс тока разряда, предотвращая разрушение внутренней структуры С1 при ошибочном включении нагрузки, когда короткое замыкание на выходе блока питания еще не устранено. Резистор R2 ограничивает ток короткого замыкания выпрямительных диодов. Его можно даже и не вводить в данную схему, если диоды рассчитаны на импульсы, превышающие по своей амплитуде ток короткого замыкания. В противном случае названный резистор обязателен. Однако следует помнить, что выходное напряжение источника в данном варианте должно превышать падение напряжения на R2 при номинальном зарядном токе или токе нагрузки.

Реле на защите электропитания от коротких замыканий с нерегулируемым (а) и регулируемым (б) напряжением на выходе (нажмите для увеличения)

АВМ защищает при перегрузках по току, чего релейная защита выполнить не может. Автоматический предохранитель (или выключатель многократный, автоматически восстанавливаемый) устанавливают вместо резистора R2, ведь активное сопротивление АВМ обычно не намного превышает 0,4 Ом.

Теперь рассмотрим принципиальную электрическую схему защиты, которую можно применить в блоке питания с регулируемым выходным напряжением (рис. б). Как и у предыдущей, нагрузка включается кнопкой SB1, с нажатием на которую конденсатор С1 подсоединяется (через резисторы R2 и R3) к базе транзистора VT1. Если нет короткого замыкания на выходе, то VT1 откроется, получив необходимое напряжение смещения. Сработает реле К1, включив своими контактами К1.1 и регулируемый базовый стабилизатор, и нагрузку. Теперь уже выходное напряжение, каким бы оно ни было, станет поддерживать VT1 в открытом состоянии.

Ну а в случае возникновения короткого замыкания на выходе база транзистора окажется заземленной через резистор R2, и электронный страж - полупроводниковый триод закроется практически мгновенно. В результате такого срабатывания обесточится реле К1, отключив и стабилизатор, и нагрузку.

Роль резистора R3 во второй схеме аналогична назначению R1 в первой схеме. Конденсатор С1 во время работы стабилизатора выполняет функцию емкости низкочастотного фильтра. Диод VD1 защищает транзистор VT1 от индукционного тока, возникающего при коммутациях в обмотке реле К1.

Параметры реле зависят от номинального тока зарядного устройства или блока питания. Например, для зарядки автомобильных вккумуляторов необходимо выбирать реле на номинальное напряжение 12 В с допустимым током коммутации 20 А (можно и более). Таким условиям удовлетворяет, в частности, РЭН34 (паспорт ХП4.500.030-01), замыкающие контакты которого следует включать параллельно. Можно также использовать 12-вольтное реле с разводом контактов не менее 3 мм и током коммутации 20 А и более.

Вполне приемлемо для зарядных устройств и блоков питания с номинальным током до 1 А и реле РЭС22 (паспорт РФ4.523.023-05) или аналогичное по току коммутации и рабочему напряжению. Конденсатор С1 в обеих схемах оксидный, из числа К50-12, К50-16 и им подобных типов. В качестве резисторов R1-R3 подойдут распространенные МЛТ-0,5 или МЛТ-0,125. Исключением здесь является лишь сильноточный (32 (рис. а), он обязательно должен быть проволочным. Транзистор VT1 - КТ815А, КТ817 Аили аналогичный им полупроводниковый триод средней мощности. Широкий простор для выбора имеет VD1, на месте которого с одинаковым успехом работают диоды КД410, КД503, КД512, КД519, КД521. Кнопка БВ1 - любого типа.

При исправных деталях и правильно выполненном монтаже работоспособность обеих схем обеспечена, как говорится, на все сто процентов.

Автор: Д.Атаев

Смотрите другие статьи раздела Защита аппаратуры от аварийных режимов работы сети, блоки бесперебойного питания.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Микропластик уже давно признан одним из самых масштабных загрязнителей планеты. Он проникает в океаны, почву, организмы животных и даже в тело человека. Однако до недавнего времени мало кто задумывался о его влиянии на климатические процессы. Новое исследование показало, что микро- и нанопластик в атмосфере способен поглощать тепло, тем самым внося дополнительный вклад в глобальное потепление. Ученые обнаружили, что воздействие пластиковых частиц на климат зависит от их цвета. Светлые частицы отражают солнечный свет и способствуют некоторому охлаждению, в то время как более темные - активно поглощают тепло и излучение. Со временем пластик в атмосфере темнеет под воздействием ультрафиолета, что усиливает его согревающий эффект. Этот процесс напоминает пожелтение пластиковых парковочных талонов, оставленных на солнце. Соавтор исследования, заслуженный профессор наук о Земле в Университете Дьюка Дрю Шинделл отметил, что влияние микропластика на изменение климата пока относительно не ...>>

Универсальный бытовой робот-гуманоид GigaAI SeeLight S1 31.05.2026

Развитие робототехники постепенно переносит сложные машины из промышленных цехов прямо в повседневную жизнь людей. Китайская компания GigaAI сделала важный шаг в этом направлении, представив SeeLight S1 - первую в стране модель универсального бытового робота-гуманоида. Эта разработка призвана взять на себя рутинные домашние дела и стать настоящим помощником в повседневной жизни. Уже в конце текущего месяца сотня роботов SeeLight S1 начнет проходить испытания в специализированном жилом комплексе, предназначенном для работников высокотехнологичных отраслей. По словам генерального директора GigaAI Чжу Чжэна, в первой половине 2027 года роботы будут переданы для бесплатного тестирования обычным семьям в Ухане - столице провинции Хубэй. Такой подход позволит собрать реальные данные о работе устройства в домашних условиях. В демонстрационном видео робот, передвигающийся на колесах, уверенно справляется с множеством бытовых задач. Он нарезает овощи, жарит яйца, загружает стиральную маши ...>>

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Случайная новость из Архива Трость с эхолокатором 31.05.2002 Заканчиваются испытания качественно новой трости для слепых, разработанной совместно тремя британскими компаниями. В основе ее работы лежит принцип эхолокации, схожий со способом ориентации в пространстве летучих мышей. Поэтому изделие и получило название Batcane, от англ. Bat - летучая мышь и Cane - трость. Batcane по внешнему виду практически ничем не отличается от традиционной трости лишь в 35 см от ее конца закреплен небольшой ультразвуковой приемопередатчик. При включении рабочего режима устройство начинает с определенной частотой посылать сигналы в виде вибраций в ручку трости. При приближении к препятствию частота вибраций увеличивается. Это и служит сигналом слепому о сокращении расстояния до объекта. В ручке Batcane расположены четыре вибрирующих датчика, что позволяет обнаруживать препятствия, находящиеся не только впереди, но и с любой стороны человека.

Другие интересные новости:

▪ Гены против гравитации

▪ Желание обниматься заложено у женщин в генах

▪ Разработан стабильный нанографеновый магнит

▪ Улучшена компьютерная распознаваемость речи

▪ Надежные и чувствительные квантовые полупроводники

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Освещение. Подборка статей

▪ статья Эх! Эх! Придет ли времячко, когда... Крылатое выражение

▪ статья Почему мы танцуем? Подробный ответ

▪ статья Работа на точильно-шлифовальных станках. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Измерение коэффициента передачи тока мультиметром. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Бесконтактное зарядное устройство. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026