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:

Токсичность интернета преувеличена 07.01.2026

Социальные сети нередко воспринимаются как арена постоянной агрессии, оскорблений и распространения фейковой информации. Новое исследование Стэнфордского университета показывает, что реальность значительно отличается от популярного представления: интернет гораздо менее токсичен, чем многие пользователи считают. Ученые опросили более тысячи американцев, попросив их оценить долю пользователей соцсетей, которые ведут себя агрессивно или распространяют ненависть. Оказалось, что впечатления людей сильно преувеличивают масштабы проблемы. Например, респонденты считали, что почти половина пользователей Reddit хотя бы раз оставляла оскорбительные комментарии, тогда как фактические данные платформы показывают, что таких людей не более 3%. Аналогичная ситуация наблюдается с дезинформацией. Опрос показал, что большинство участников считали почти половину аудитории Facebook распространителями фейковых новостей, однако статистика говорит об обратном: фактическая доля таких пользователей состав ...>>

Процессоры Ryzen AI 400 07.01.2026

Современные вычисления все больше ориентируются на интеграцию искусственного интеллекта и высокую производительность в компактных устройствах, таких как ноутбуки и мини-ПК. Новая линейка процессоров AMD Ryzen AI 400 демонстрирует, как разработчики объединяют мощные центральные ядра, графику и нейросетевые ускорители в одном чипе, чтобы удовлетворять растущие потребности пользователей в играх, контенте и ИИ-приложениях. AMD представила процессоры серии Gorgon Point, которые включают до 12 ядер Zen 5 и до 24 потоков вычислений. Чипы поддерживают интегрированную графику RDNA 3.5, обеспечивают максимальную тактовую частоту до 5,2 ГГц и имеют энергопотребление от 15 Вт до 54 Вт. Особое внимание уделено NPU, способному обрабатывать до 60 триллионов операций в секунду (TOPS), что делает эти процессоры эффективными для задач с искусственным интеллектом. Конструкция Ryzen AI 400 сочетает ядра Zen 5 и Zen 5c, обеспечивая высокую гибкость и производительность. Несмотря на то, что архитектур ...>>

Женщины лучше распознают признаки болезни по лицу 06.01.2026

Способность распознавать, что кто-то нездоров, часто проявляется интуитивно: бледная кожа, опущенные веки, уставшее выражение лица могут сигнализировать о недомогании. Новое исследование международной группы ученых показало, что женщины в среднем точнее мужчин улавливают такие тонкие невербальные признаки болезни, что может иметь эволюционные и социальные объяснения. В отличие от предыдущих работ, где использовались отредактированные фотографии или имитация больных лиц, ученые решили проверить, насколько люди способны распознавать естественные признаки недомогания. Такой подход позволил оценить реальную чувствительность к изменениям в лицах, возникающим при болезни. В исследовании приняли участие 280 студентов, поровну мужчин и женщин. Участникам предложили оценить 24 фотографии, на которых изображены люди как в здоровом состоянии, так и во время болезни. Это дало возможность сравнить восприятие естественных признаков недомогания в реальных лицах. Для анализа состояния каждого ...>>

Случайная новость из Архива Мышка Logitech G502 X 02.09.2022 Logitech выпустила мышку Logitech G502 X. Она доступа в трех вариантах: стандартном G502 X, G502 X Lightspeed и G502 X Plus. Впервые в серии доступны черная и белая расцветка. Стандартная Logitech G502 X представляет собой проводную версию, а модели Lightspeed и Plus используют беспроводное соединение Logitech Lightspeed. Беспроводные версии мыши можно заряжать через USB-C или с помощью зарядных ковриков Logitech Powerplay. Все они поставляются с новыми оптико-механическими переключателями мыши Logitech. Компания разработала механический триггер, обеспечивающий улучшенную тактильную обратную связь при нажатии кнопки. Компания назвала эти двойными коммутаторами Lightforce. Используются датчики Hero 25K DPI. Кнопку переключения DPI переработали - она теперь съемная и двусторонняя, чтобы ее можно было использовать с разными вариантами захвата. Колесо прокрутки также было изменено, чтобы сделать его более стабильным и легким. Logitech G502 X Plus оснащена подсветкой Lightsync RGB с восемью настраиваемыми светодиодами. Подсветка может автоматически включаться и выключаться в зависимости от режима использования для экономии запаса заряда. Стандартная версия мышки Logitech G502 X стоит $79,99, версия Lightspeed - $139,99, а версия Plus - $159,99.

Другие интересные новости:

▪ Кроссовки с GPS

▪ Белый экран для кинофильма не нужен

▪ От грязного воздуха люди глупеют

▪ Процессоры Intel XScale

▪ Локация кашля

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электронные справочники. Подборка статей

▪ статья Налоги и налогообложение. Конспект лекций

▪ статья Одинакова ли температура на Северном и Южном полюсе? Подробный ответ

▪ статья Специалист по подбору персонала. Должностная инструкция

▪ статья Некоторые применения операционного усилителя типа 741 (140УД7). Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Стакан воды из кармана. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026