Защита стабилизаторов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

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

 Комментарии к статье

Перегрузка стабилизированного выпрямителя при коротком замыкании в нагрузке или по другой причине обычно приводит к выходу из строя регулирующего транзистора. Защитить стабилизатор от перегрузки можно с помощью предлагаемого устройства.

Защитное устройство, входящее в стабилизатор блока питания, схема которого показана на рисунке, обладает высоким быстродействием и хорошей "релейностью", т. е малым влиянием на характеристики блока в рабочем режиме и надежным закрыванием регулирующего транзистора V2 в режиме перегрузки. Защитное устройство состоит из тринистора V3, диодов V6, V7 и резисторов R2 и R3. В рабочем режиме тринистор V3 закрыт и напряжение на базе транзистора V1 равно напряжению стабилизации цепочки стабилитронов V4, V5. При перегрузке ток через резистор R2 и падение напряжения на нем достигают значений, достаточных для открывания тринистора V3 по цепи управляющего электрода. Открывшийся тринистор замыкает цепочку стабилитронов V4, V5, что приводит к закрыванию транзисторов V1 и V2.

Для того чтобы восстановить рабочий режим после устранения причины перегрузки, нужно нажать и отпустить кнопку S1. При этом тринистор закроется, а транзисторы V1 и V2 снова откроются. Резистор R3 и диоды V6, V7 защищают управляющий переход тринистора V3 от перегрузок по току и напряжению соответственно.

Стабилизатор обеспечивает коэффициент стабилизации около 30, защита срабатывает при токе, превышающем 2 А.

Транзистор V2 можно заменить на КТ802А, КТ805Б, а V1 - П307, П309, КТ601, КТ602 с любым буквенным индексом. Тринистор V3 может быть любым из серии КУ201, кроме КУ201А и КУ201Б.

Стабилизатор блока питания, схема которого изображена на следующем рисунке, может быть защищен от перегрузок и коротких замыканий нагрузки добавлением всего двух элементов - тринистора V3 и резистора R5.

Защитное устройство срабатывает, когда ток нагрузки превысит пороговое значение, определяемое сопротивлением резистора R5. В этот момент падение напряжения на резисторе R5 достигает напряжения открывания тринистора V3 (около 1 В), он открывается, и напряжение на базе транзистора V2 уменьшается почти до нуля. Поэтому транзистор V2, а затем и V4 закрывают, отключая цепь нагрузки.

Для возвращения стабилизатора в исходный режим нужно кратковременно нажать на кнопку S1. Резистор R3 служит для ограничения тока базы транзистора V4 Резистор R5 наматывают медным проводом. Выходное сопротивление стабилизатора можно уменьшить, если R5 включить так, как показано на схеме штриховой линией. Если при включении стабилизатора будут наблюдаться ложные срабатывания, конденсатор С2 следует исключить из устройства. Максимальный ток нагрузки - 2 А.

Вместо транзистора П701А можно использовать КТ801А, К.Т801Б. Транзистор V2 можно заменить на КТ803А, КТ805А, КТ805Б, П702, П702А.

Защитное устройство, изображенное на следующем рисунке, собрано на транзисторах V1 и V2 (в его состав входят также резисторы R1-R4, стабилитрон V3, переключатель S1 и лампа накаливания H1).

(нажмите для увеличения)

Требуемое значение тока срабатывания устанавливают переключателем S1. В рабочем режиме за счет базового тока, протекающего через резистор R1 (R2 или R3), транзистор V1 открыт и падение напряжения на нем невелико. Поэтому ток в базовой цепи транзистора V2 очень мал, стабилитрон V3, включенный в прямом направлении, и транзистор V2 закрыты.

С увеличением тока нагрузки стабилизатора падение напряжения на транзисторе V1 увеличивается. В некоторый момент стабилитрон V3 открывается, вслед за ним открывается транзистор V2, что приводит к закрыванию транзистора V1. Теперь на этом транзисторе падает почти все входное напряжение, и ток через нагрузку резко уменьшается до нескольких десятков миллиампер. Лампа H1 загорается, указывая на срабатывание предохранителя. В исходный режим его возвращают, кратковременно отключая от сети. Коэффициент стабилизации - около 20.

Транзисторы V1 и V7 установлены на теплоотводах с эффективной площадью теплового рассеяния около 250 см2 каждый. Стабилитроны V4 и V5 укреплены на медной теплоотводящей пластине размерами 150 х 40 х 4 мм. Налаживание электронного предохранителя сводится к подбору резисторов Rl-R3 по требуемому току срабатывания. Лампа H1 типа КМ60-75.

Электронно-механическое устройство защиты, срабатывает в два этапа - сначала выключает питание электронного устройства, затем полностью блокирует нагрузку контактами К1.1 электромеханического реле К1.

Оно состоит из транзистора V3, нагруженного двухобмоточным электромагнитным реле К1, стабилитрона V2, диодов V1, V4 и резисторов R1 и R2.

Каскад на транзисторе V3 сравнивает напряжение на резисторе R2, пропорциональное току нагрузки стабилизатора, с напряжением на стабилитроне V2, включенном в прямом направлении. При перегрузке стабилизатора напряжение на резисторе R2 становится больше напряжения на стабилитроне, и транзистор V3 открывается. Благодаря действию положительной обратной связи между цепями коллектора и базы этого транзистора в системе транзистор V3 - реле К1 развивается блокинг-процесс.

Длительность импульса - около 30 мс (в случае применения реле РМУ, паспорт РС4.533.360СП). Во время импульса напряжение на коллекторе транзистора V3 резко уменьшается. Это напряжение через диод V4 передается на базу регулирующего транзистора V5 (напряжение на базе транзистора становится положительным относительно эмиттера), транзистор закрывается, и ток через цепь нагрузки резко уменьшается.

Одновременно с открыванием транзистора V3 начинает увеличиваться ток через коллекторную обмотку реле К1, и через 10 мс оно срабатывает, самоблокируется и отключает цепь нагрузки контактами К1.1. Для восстановления рабочего режима на короткое время отключают напряжение сети. Защита срабатывает при токе 0,4 А, коэффициент стабилизации равен 50.

В защитном устройстве, схема которого изображена на следующем рисунке, используют динисторный оптрон V6, что повышает быстродействие защиты.

При токе нагрузки, меньшем порогового, электронный ключ на транзисторах V1-V3 открыт, индикаторная лампа H! горит, а оптрон выключен (светодиод не горит, фототиристор закрыт). Как только ток нагрузки достигнет порогового значения, падение напряжения на резисторах R5, R6 возрастает настолько, что включится оптрон, через фототиристор которого на базу транзистора V1 поступит положительное напряжение, и электронный ключ закроется. В рабочее состояние устройство возвращают кратковременным нажатием на кнопку S1. Напряжение на нагрузке возрастает медленно, со скоростью зарядки конденсатора С1. Это устраняет броски тока, вызывающие либо ложное срабатывание защиты, либо выход из строя деталей нагрузки при включении питания.

Порог срабатывания устанавливают резистором R5. Для транзисторов V2, V3 требуется теплоотвод площадью 100-200 см2. Максимальный ток нагрузки 5 А, минимальный ток срабатывания 0,4 А. Этот стабилизатор можно использовать для питания усилителей звуковой частоты.

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 Спортивные часы Garmin Vivoactive 6 18.04.2025 Компания Garmin продолжает развивать свою линейку спортивных часов, выпуская новую модель Vivoactive 6, которая обещает стать отличным выбором для людей, ведущих активный образ жизни. Эти часы получили усовершенствованные функции для бегунов, велосипедистов и любителей пеших прогулок, а также новинку - умный будильник, который помогает начать день с максимальным комфортом. Однако, помимо новых возможностей, Vivoactive 6 сохраняет знакомые функции и стиль, характерные для продуктов Garmin. Одной из самых интересных новинок является функция умного будильника. Это устройство не просто будит пользователя в заранее установленное время, а делает это в момент, когда человек находится в наиболее легкой фазе сна. Такой подход помогает просыпаться более отдохнувшим и бодрым. В отличие от аналогичных решений других производителей, умный будильник Garmin Vivoactive 6 начинает мягко будить владельца за 30 минут до нужного времени, используя легкую вибрацию, что позволяет избежать резких пробуждений. Помимо этого, новинка предлагает расширенные режимы для тренировок, включая бег, ходьбу и велоспорт. Например, для бегунов доступны такие данные, как длина шага, частота контакта с землей и многие другие показатели динамики бега. Однако стоит отметить, что эти функции пока не могут соперничать с более продвинутой моделью Forerunner 165. В отличие от нее, Vivoactive 6 не поддерживает возможность загрузки маршрутов для навигации и не позволяет использовать карты, несмотря на наличие 8 ГБ встроенной памяти. Тем не менее, память устройства можно использовать для хранения музыки, что позволяет бегать или кататься на велосипеде без необходимости брать с собой телефон. Музыка воспроизводится через беспроводные наушники, что делает тренировки еще более комфортными и не ограниченными проводами. Такое решение подойдет для любителей активного отдыха, которым важна свобода движений. Для любителей разнообразных тренировок Vivoactive 6 также имеет режимы с визуальными инструкциями, которые будут полезны для йоги, пилатеса, занятий с отягощениями и силовых тренировок. Эти "пошаговые" тренировки могут стать отличным дополнением к ежедневным занятиям. Также в устройстве есть датчик сердечного ритма последнего поколения, хотя, в отличие от более продвинутых моделей Garmin, Vivoactive 6 не поддерживает функцию ЭКГ. Дизайн нового устройства также не оставляет равнодушным. Vivoactive 6 имеет корпус диаметром 42,2 мм, весит всего 36 г с ремешком и оснащен 1,2-дюймовым AMOLED-дисплеем с разрешением 390 x 390 пикселей, защищенным стеклом Gorilla Glass. Все эти элементы делают часы стильными и комфортными для носки в повседневной жизни. Аккумулятор Vivoactive 6 обещает работать до 11 дней на одном заряде при обычном использовании, а в режиме с постоянно включенным экраном - до 5 дней. Эти характеристики делают модель удобным выбором для людей, которым важно длительное время не думать о подзарядке устройства. Кроме того, часы доступны в четырех привлекательных цветах: Slate, Lunar Gold, Metallic Jasper Green и Metallic Pink Dawn, что позволяет каждому выбрать вариант по своему вкусу. С учетом всех функций и характеристик, новая модель Garmin Vivoactive 6 станет отличным выбором для любителей активного образа жизни, стремящихся не только следить за физической активностью, но и улучшать качество сна и тренировки. Цена новинки составляет $300, что делает ее конкурентоспособной в своей категории спортивных часов.

Другие интересные новости:

▪ Подземная кукуруза

▪ Мухи помогут алкоголикам

▪ Найдены самые долгоживущие существа на Земле

▪ Наушники проследят за здоровьем мозга и порекомендуют музыку для настроения

▪ Новый тип наноловушек для изучения свойств белков

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Антенны. Подборка статей

▪ статья Электрошинковка. Чертеж, описание

▪ статья С какой целью переходят на летнее время? Подробный ответ

▪ статья Электроножовка. Домашняя мастерская

▪ статья Музыкальный автомат на микросхеме серии УМС-7,8. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Электролизные установки и установки гальванических покрытий. Электролизные установки ферросплавного производства. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025