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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Загар без ультрафиолета 25.06.2017 Загар появляется оттого, что ультрафиолет стимулирует синтез меланина - пигмента темного цвета, который должен поглощать ультрафиолетовое излучение, не давая ему проникнуть глубже и навредить более глубоким слоям кожи. Но какой-то вред кожа все равно получит: ДНК в клетках будет повреждена, и остается надеяться только на молекулярные ремонтные ферменты, которые исправят эти повреждения и предотвратят клеточную гибель или, того хуже, перерождение клеток в раковые. Однако многим без загара жизнь просто не мила, и они все равно снова и снова выходят на солнце или же отправляются в солярий. Можно ли обзавестись загорелой кожей без того, чтобы подвергаться опасному действию ультрафиолета? Исследователи из Массачусетской больницы и Онкоинститута Даны и Фарбера утверждают, что можно. Несколько лет назад специалисты экспериментировали с мышами, неспособными синтезировать меланин - у таких животных в геноме была мутация, отключающая синтез пигмента. Но одновременно удалось установить, что вещество под названием форсколин может запускать синтез меланина, действуя в обход мутации, так что меланина получалось вполне достаточно, чтобы защитить мышей от неприятных последствий ультрафиолета. Однако тогда же оказалось, что форсколин для человека бесполезен: у нас по сравнению с мышами кожа потолще, и вещество просто не проникает на достаточную глубину. Тем не менее, исследователям удалось найти еще одно соединение - точнее, целый класс соединений, которые похожи по действию на форсколин и которые эффективны на человеческой коже. В клетках есть особые ферменты, обозначаемые аббревиатурой SIK, от которых зависит активность генов, управляющих синтезом меланина. Ученые исследовали молекулы, которые подавляют активность SIK-белков, тем самым активируя синтез пигмента. Конкретный молекулярный механизм тут другой, нежели в случае с форсколином, но окончательный результат - тот же: загар без ультрафиолета. Прежде чем какие-то препараты с "молекулами загара" появятся в продаже, необходимо убедиться, что от них не будет никаких онкологических и вообще каких-либо вредных последствий.

Другие интересные новости:

▪ Skype-телефон от ASUS

▪ Сканер-брелок адресов интернет-сайтов

▪ Водоблок EK-Quantum Velocity2

▪ Умный матрас Xiaomi

▪ Алмазные часы

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Зрительные иллюзии. Подборка статей

▪ статья Курица в супе. Крылатое выражение

▪ статья Как растут наши зубы? Подробный ответ

▪ статья Просо африканское. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Десять команд по двум проводам. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Дистанционное управление УКВ радиоприемником. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025