Защита блока питания от КЗ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Блоки питания

 Комментарии к статье

Для питания собираемых конструкций радиолюбители нередко используют простейшие блоки, состоящие из понижающего трансформатора и выпрямителя с конденсатором фильтра. И, конечно, в таких блоках нет никакой защиты от короткого замыкания (КЗ) в нагрузке, хотя оно подчас приводит к выходу из строя выпрямителя и даже трансформатора.

Применять в таких блоках питания в качестве элемента защиты плавкий предохранитель не всегда удобно, да и, кроме того, быстродействие у него невысокое.

Один из вариантов решения проблемы защиты от КЗ - включение последовательно с нагрузкой полевого транзистора средней мощности с встроенным каналом. Дело в том, что на вольт-амперной характеристике такого транзистора есть участок, на котором ток стока не зависит от напряжения между стоком и истоком. Поэтому на этом участке транзистор работает как стабилизатор (ограничитель) тока.

Схема подключения транзистора к блоку питания приведена на рис.1, а вольт-амперные характеристики транзистора для различных сопротивлений резистора R1 - на рис.2.

Рис.1

Рис.2

Работает защита так. Если сопротивление резистора равно нулю (т. е. исток соединен с затвором), а нагрузка потребляет ток около 0,25 А, то падение напряжения на полевом транзисторе не превышает 1,5 В, и практически на нагрузке будет все выпрямленное напряжение. При появлении же в цепи нагрузки КЗ ток через выпрямитель резко возрастает и при отсутствии транзистора может достичь нескольких ампер. Транзистор ограничивает ток короткого замыкания на уровне 0,45...0,5 А независимо от падения напряжения на нем. В этом случае выходное напряжение станет равным нулю, а все напряжение упадет на полевом транзисторе. Таким образом, в случае КЗ мощность, потребляемая от источника питания, увеличится в данном примере не более чем вдвое, что в большинстве случаев вполне допустимо и не отразится на "здоровье" деталей блока питания.

Уменьшить ток короткого замыкания можно увеличением сопротивления резистора R1. Нужно выбирать такой резистор, чтобы ток короткого замыкания был примерно вдвое больше максимального тока нагрузки.

Подобный способ защиты особенно удобен для блоков питания со сглаживающим RC-фильтром - тогда полевой транзистор включают вместо резистора фильтра (такой пример показан на рис. 3).

Рис.3

Поскольку во время КЗ на полевом транзисторе падает почти все выпрямленное напряжение, его можно использовать для световой или звуковой сигнализации. Вот, к примеру, схема включения световой сигнализации - рис.7. Когда с нагрузкой все в порядке, горит светодиод HL2 зеленого цвета. При этом падения напряжения на транзисторе недостаточно для зажигания светодиода HL1. Но стоит появиться КЗ в нагрузке, как светодиод HL2 гаснет, но зато вспыхивает HL1 красного свечения.

Резистор R2 выбирают в зависимости от нужного ограничения тока КЗ по высказанным выше рекомендациям.

Схема подключения звукового сигнализатора приведена на рис. 4. Его можно подключать либо между стоком и истоком транзистора, либо между стоком и затвором, как светодиод HL1.

Рис.4

При появлении на сигнализаторе достаточного напряжения вступает в действие генератор ЗЧ, выполненный на однопереходном транзисторе VT2, и в головном телефоне BF1 раздается звук.

Однопереходный транзистор может быть КТ117А-КТ117Г, телефон - низкоомный (можно заменить динамической головкой небольшой мощности).

Остается добавить, что для слаботочных нагрузок в блок питания можно ввести ограничитель тока КЗ на полевом транзисторе КП302В. При выборе транзистора для других блоков следует учитывать его допустимую мощность и напряжение сток - исток.

Конечно, подобную автоматику можно ввести и в стабилизированный блок питания, не имеющий защиты от КЗ в нагрузке.

Смотрите другие статьи раздела Блоки питания.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Натриево-воздушный аккумулятор 09.06.2024 Современные технологии стремительно развиваются, и одно из ключевых направлений - это создание более эффективных и экологически чистых источников энергии. Недавние исследования в области аккумуляторных технологий позволили разработать новые типы батарей, способных существенно улучшить производительность устройств и систем хранения энергии. Исследовательская группа под руководством профессора Бьонву Кана и доктора Хитака Пака с факультета материаловедения и инженерии Пхоханского университета науки и технологий (POSTECH) совершила значительный прорыв, разработав высокоэнергетическую и высокоэффективную полностью твердотельную натриево-воздушную батарею. Эта инновационная разработка открывает новые горизонты в области вторичных батарей, которые уже находят широкое применение в электромобилях и системах хранения энергии. Одной из главных проблем металловоздушных батарей является образование карбоната, что значительно снижает их эффективность. Однако исследователи из POSTECH нашли решение этой проблемы, использовав Nasicon - суперионный проводник натрия и жесткий электролит. Этот уникальный материал защищает металлические натриевые электроды от воздуха и способствует расщеплению карбоната, что значительно улучшает работу батареи. Применение Nasicon позволило достичь обратимой электрохимической реакции, что в свою очередь увеличило энергоэффективность батареи. Благодаря этому удалось повысить плотность энергии и уменьшить разность напряжений при зарядке и разрядке, что является важным показателем для долговечности и стабильности работы аккумулятора. Этот технологический прорыв не только улучшает характеристики существующих батарей, но и открывает путь для создания твердотельных металлических батарей следующего поколения. Такие батареи могут стать важным шагом в сфере энергосбережения и экологической устойчивости, поскольку их высокая эффективность и безопасность позволяют сократить выбросы углерода и повысить надежность энергетических систем. Разработка натриево-воздушных батарей также имеет значительные перспективы для использования в электромобилях, что может привести к увеличению запаса хода и снижению затрат на эксплуатацию. В системах хранения энергии такие батареи способны обеспечить более стабильную и долговечную работу, что важно для интеграции возобновляемых источников энергии в энергосистемы. Исследования группы профессора Бьонву Кана и доктора Хитака Пака представляют собой значимый вклад в развитие современных аккумуляторных технологий. Внедрение новых материалов и улучшение электрохимических процессов позволяют создавать более эффективные и экологически чистые решения, которые могут изменить наше представление о хранении и использовании энергии в будущем.

Другие интересные новости:

▪ Адаптивная термоткань будущего

▪ Сверхтонкие, легкие и гибкие панели прикосновения для мобильных применений

▪ Электромобиль от BMW

▪ Самый мощный в мире лазер

▪ Стереоаудиоподсистема LM4934 Boomer

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электронные справочники. Подборка статей

▪ статья Бензомоторный распиловочный станок. Советы домашнему мастеру

▪ статья Что такое тапиока? Подробный ответ

▪ статья Воспитатель. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Теория: усилители мощности ЗЧ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Зачеркнутая цифра. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026