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:

Биопластик из отходов хлеба и авокадо 28.01.2026

Проблемы пищевых отходов и загрязнения окружающей среды пластиком все чаще рассматриваются как взаимосвязанные вызовы современности. Ученые по всему миру ищут решения, которые позволили бы одновременно сократить объем выбрасываемых продуктов и заменить традиционные полимеры экологически безопасными материалами. В этом контексте особенно интересны разработки, использующие то, что раньше считалось бесполезным мусором. Исследовательская группа из Австралии предложила технологию превращения пищевых отходов в биопластиковые пленки, применяя кожуру авокадо, черствый хлеб и крахмал саговой пальмы. Работа была выполнена учеными Университета Дикина, а ее результаты опубликованы в журнале Matter, о чем сообщил Anthropocene Magazine. По словам авторов, метод изначально разрабатывался как масштабируемый и экономически оправданный, чтобы его можно было внедрять в промышленность без существенных затрат. Австралийские исследователи подчеркивают, что полученные материалы потенциально пригодны не ...>>

Смартфон NexPhone на трех операционных системах 28.01.2026

Идея объединить смартфон и персональный компьютер в одном устройстве давно волнует инженеров и пользователей, однако до сих пор такие проекты оставались нишевыми или компромиссными. Компания Nex Computer решила подойти к этой задаче радикально и представила NexPhone - смартфон, который позиционируется как полноценная альтернатива ПК. Его ключевая особенность заключается в одновременной поддержке сразу трех операционных систем, каждая из которых рассчитана на свой сценарий использования. В NexPhone реализована система мультизагрузки, позволяющая работать с Android 16, Linux на базе Debian и Windows 11. Android 16 выступает основной мобильной платформой и предназначен для повседневных задач, таких как общение, мультимедиа и приложения. Linux запускается как отдельная рабочая среда, ориентированная на разработчиков и пользователей, привыкших к классическим настольным инструментам. Windows 11 устанавливается во второй раздел накопителя и требует перезагрузки устройства, но именно она до ...>>

Солнечный свет помогает мозгу работать быстрее 27.01.2026

Влияние света на самочувствие человека давно интересует ученых, однако лишь в последние годы стало возможным изучать этот эффект вне строгих лабораторных условий. Современные носимые датчики и мобильные приложения позволяют наблюдать, как освещение в повседневной жизни отражается на внимании, памяти и уровне бодрствования. Именно таким путем пошли исследователи из Манчестерского университета, решив выяснить, какую роль играет дневной свет в поддержании когнитивной активности. В ходе исследования 58 добровольцев на протяжении недели носили специальные сенсоры, фиксирующие интенсивность окружающего освещения. Параллельно участники выполняли задания в приложении Brightertime, которое оценивало их внимание, скорость реакции, рабочую память и субъективную сонливость. Для этого использовались шкала сонливости Каролинского университета, тест на бдительность, трехзадачный тест памяти и задания на визуальный поиск, что позволяло отслеживать изменения когнитивной производительности практическ ...>>

Случайная новость из Архива Выращивание кур из яиц без скорлупы 30.10.2024 Ученые сделали важный шаг в изучении эмбрионального развития птиц, сумев вырастить куриные эмбрионы в среде, где скорлупа заменена прозрачной мембраной. Этот новый метод дает возможность наблюдать за эмбрионами от первых часов оплодотворения до самого вылупления, что ранее было невозможно из-за необходимости пересадки трехдневных эмбрионов в лабораторную посуду. Достижение имеет огромное значение для эмбриологии и может найти применение в медицине и исследовании стволовых клеток. Ранее наблюдения за развитием эмбрионов начинались только с третьего дня, после помещения их в искусственную среду. Однако теперь, благодаря усовершенствованным методам, ученым удалось создать условия для роста эмбриона на весь период инкубации. В эксперименте использовали прозрачную мембрану, заменяющую скорлупу, а яичный белок альбумин послужил питательной средой для развития эмбриона. Подача дополнительного кислорода и регулярное вращение яйца создавали равномерные условия и насыщение кислородом, что позволило избежать гипоксии и ускорило рост эмбриона. Метод оказался достаточно успешным: около 10% эмбрионов выжили до момента вылупления. Хотя это меньше, чем вероятность выживания в условиях обычной инкубации, новый подход открыл возможность изучать каждый этап эмбрионального развития в мельчайших деталях, что ранее было невозможно из-за непрозрачности скорлупы. Один из вылупившихся цыплят прожил в лаборатории год, не проявляя никаких аномалий в развитии, что подтвердило безопасность технологии для здоровья птиц. Исследователи планируют дальнейшие усовершенствования метода. В первую очередь они сосредоточатся на улучшении условий инкубации, чтобы повысить процент успешного вылупления и снизить риск развития заболеваний. Эта работа также послужит основой для будущих исследований в таких областях, как токсикология, клеточная биология и биомедицина, где результаты позволят оценивать влияние внешних факторов на развитие эмбрионов. Кроме того, наблюдение за эмбрионами птиц в прозрачной мембране позволит выявить многие аспекты их развития, которые ранее были скрыты под скорлупой. Ученые смогут не только фиксировать возможные аномалии, но и проводить более точные исследования по формированию органов и тканей. В будущем это открытие может привести к развитию методов для контроля и улучшения эмбрионального развития в сельском хозяйстве и в фундаментальных биологических исследованиях.

Другие интересные новости:

▪ Долгий стресс стирает память

▪ Портативный накопитель объемом 4 Тбайт от Seagate

▪ Музыка Моцарта поможет уменьшить приступы эпилепсии

▪ Облака для парковки

▪ Электронная сигарета может взломать компьютер

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Опыты по химии. Подборка статей

▪ статья Крез. Крылатое выражение

▪ статья Что такое колдовство? Подробный ответ

▪ статья Врач-акушер-гинеколог. Должностная инструкция

▪ статья Преимущества галогенных ламп. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Релейное устройство контроля напряжения в электросети. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026