Schéma du dispositif de protection pour toute alimentation. Alimentation régulée avec protection contre les surcharges

Vous avez déjà dû construire des produits faits maison avec une variété de tensions d'alimentation : 4,5, 9, 12 V. Et à chaque fois, vous avez dû acheter le nombre approprié de piles ou de cellules. Mais les sources d'énergie nécessaires ne sont pas toujours disponibles et leur durée de vie est limitée. C'est pourquoi le laboratoire à domicile a besoin d'une source universelle adaptée à presque tous les cas de pratique de la radio amateur. Il peut s'agir de l'alimentation CA décrite ci-dessous, fournissant n'importe quelle tension continue de 0,5 à 12 V. Alors que la quantité de courant tirée de l'unité peut atteindre 0,5 A, la tension de sortie reste stable. Et un autre avantage du bloc est qu'il n'a pas peur des courts-circuits, qui sont souvent rencontrés dans la pratique lors de la vérification et du réglage des structures, ce qui est particulièrement important pour un radioamateur novice.

Le schéma d'alimentation est représenté sur riz. une. La tension secteur est fournie via la fiche XI, le fusible FX et l'interrupteur S1 à l'enroulement primaire du transformateur abaisseur T1. La tension alternative de l'enroulement secondaire est fournie au redresseur, monté sur les diodes VI - V4. La sortie du redresseur aura déjà une tension constante, elle est lissée par le condensateur C1.

Il est suivi d'un régulateur de tension, qui comprend des résistances R2-R5, des transistors V8, V9 et une diode Zener V7. La résistance variable R3 peut être réglée à la sortie de l'unité (dans les prises X2 et X3) à toute tension de 0,5 à 12 V.

La protection contre les courts-circuits est mise en œuvre sur le transistor V6. Dès que le court-circuit dans la charge disparaît, la tension réglée précédemment réapparaîtra à la sortie sans aucun redémarrage.

Sur l'enroulement secondaire du transformateur abaisseur 13 - 17 volts.

Les diodes peuvent appartenir à n'importe quelle série D226 (par exemple, D226V, D226D, etc.) - Condensateur C1 de type K50-16. Résistances fixes - MLT, variables - SP-1. Au lieu de la diode Zener D814D, vous pouvez utiliser D813. Les transistors V6, V8 peuvent être pris comme MP39B, MP41, MP41A, MP42B avec le coefficient de transfert de courant le plus élevé possible. Transistor V9 - P213, P216, P217 avec n'importe quel index alphabétique. Convient et P201 - P203. Le transistor doit être installé sur le radiateur.

Les pièces restantes - interrupteur, fusible, fiche et prises - de toute conception.

Comme d'habitude, après avoir terminé l'installation, vérifiez d'abord l'exactitude de toutes les connexions, puis armez-vous d'un voltmètre et procédez à la vérification de l'alimentation. Après avoir inséré la fiche du bloc dans la prise secteur et mis sous tension l'interrupteur S1, vérifiez immédiatement la tension sur le condensateur C1 - elle doit être de 15-19 V. Réglez ensuite le curseur de la résistance variable R3 sur la position supérieure en fonction de la schéma et mesurez la tension aux prises X2 et XZ - elle doit être d'environ 12 V. Si la tension est bien inférieure, vérifiez le fonctionnement de la diode zener - connectez un voltmètre à ses bornes et mesurez la tension. À ces points, la tension doit être d'environ 12 V. Sa valeur peut être nettement inférieure en raison de l'utilisation d'une diode Zener avec un indice de lettre différent (par exemple, D814A), ainsi que si les sorties du transistor V6 ne sont pas allumé correctement ou en cas de dysfonctionnement. Pour exclure l'influence de ce transistor, dessoudez la sortie de son collecteur de l'anode de la diode zener et mesurez à nouveau la tension à la diode zener. Si dans ce cas la tension est basse, vérifier la conformité de la résistance R2 à sa valeur nominale (360 ohms). Lorsque vous atteignez la tension souhaitée à la sortie de l'alimentation (environ 12 V), essayez de déplacer le curseur de la résistance vers le bas du circuit. La tension de sortie de l'unité devrait progressivement diminuer jusqu'à presque zéro.
Vérifiez maintenant le fonctionnement de l'unité sous charge. Connectez une résistance avec une résistance de 40-50 ohms et une puissance d'au moins 5 watts aux prises. Il peut être composé, par exemple, de quatre résistances MLT-2.0 connectées en parallèle (puissance 2 W) avec une résistance de 160-200 ohms. En parallèle avec la résistance, allumez le voltmètre et réglez le curseur de la résistance variable R3 sur la position supérieure selon le schéma. L'aiguille du voltmètre doit indiquer une tension d'au moins 11 V. Si la tension chute davantage, essayez de réduire la résistance de la résistance R2 (installez plutôt une résistance de 330 ou 300 ohms).

Le moment est venu de vérifier le fonctionnement du disjoncteur. Vous aurez besoin d'un ampèremètre pour 1-2 A, mais il est tout à fait possible d'utiliser un testeur tel que le Ts20, inclus dans la mesure du courant continu jusqu'à 750 mA. Réglez d'abord la tension de sortie sur 5-6 V avec une résistance variable de l'alimentation, puis connectez les sondes de l'ampèremètre aux prises de sortie de l'appareil : la sonde négative à la prise X2, la sonde positive à la prise X3. Au premier instant, l'aiguille de l'ampèremètre doit sauter à la division finale de l'échelle, puis revenir à zéro. Si c'est le cas, la machine fonctionne correctement.

La tension de sortie maximale du bloc est déterminée uniquement par la tension de stabilisation de la diode Zener. Et il peut être de 11,5 à 14 V pour le D814D (D813) indiqué sur le schéma.Par conséquent, si nécessaire, augmentez légèrement la tension maximale, sélectionnez une diode zener avec la tension de stabilisation souhaitée ou remplacez-la par une autre, par exemple D815E (avec une tension de stabilisation de 15 V). Mais dans ce cas, il faudra changer la résistance R2 (réduire sa résistance) et utiliser un transformateur avec lequel la tension redressée sera d'au moins 17 V sous une charge de 0,5 A (mesurée aux bornes du condensateur).

La dernière étape est la graduation de l'échelle de la résistance variable, que vous devez coller au préalable sur la face avant du boîtier. Vous aurez bien sûr besoin d'un voltmètre DC. En contrôlant la tension de sortie de l'unité, réglez le curseur de résistance variable sur différentes positions et marquez la valeur de tension pour chacun d'eux sur l'échelle.

Alimentation réglable avec protection contre les courts-circuits sur le transistor KT805.

La figure ci-dessous montre un schéma d'une simple alimentation stabilisée. Il contient un transformateur abaisseur (T1), un redresseur en pont (VD1 - VD4), un filtre à condensateur (C1) et un régulateur de tension à semi-conducteur. Le circuit régulateur de tension vous permet de régler en douceur la tension de sortie dans la plage de 0 à 12 volts et est protégé contre les courts-circuits à la sortie (VT1). Un enroulement de transformateur supplémentaire est fourni pour alimenter un fer à souder basse tension, ainsi que pour des expériences avec du courant électrique alternatif. Il y a une indication de tension constante (LED HL2) et de tension variable (LED HL1). Pour allumer l'ensemble de l'appareil, l'interrupteur à bascule SA1 est utilisé et le fer à souder - SA2. La charge est déconnectée par SA3. Pour protéger les circuits AC contre les surcharges, des fusibles FU1 et FU2 sont fournis. Les valeurs de tension de sortie sont marquées sur le bouton du régulateur de tension de sortie (potentiomètre R4). Si vous le souhaitez, vous pouvez installer un voltmètre à aiguille à la sortie du stabilisateur ou assembler un voltmètre à affichage numérique.

La figure ci-dessous montre un fragment d'un circuit stabilisateur modifié avec une indication de court-circuit dans la charge. En mode normal, la LED verte est allumée, lorsque la charge est fermée, elle est rouge.

Mettre en place un circuit de protection n'est pas difficile, d'autant plus qu'il est très important de protéger tous vos appareils des courts-circuits et des surcharges. Si, pour une raison quelconque, un court-circuit se produit dans l'appareil, cela peut avoir des conséquences irréparables pour celui-ci. Pour vous protéger des coûts inutiles et de l'appareil contre l'épuisement professionnel, il suffit de faire une petite révision, selon le schéma ci-dessous.

Il est important de noter que l'ensemble du circuit est construit sur une paire complémentaire de transistors. Pour comprendre, déchiffrons le sens de la phrase. Une paire complémentaire est appelée transistors avec les mêmes paramètres, mais des directions différentes de jonctions p-n.

Ceux. tous les paramètres de tension, courant, puissance et autres pour les transistors sont exactement les mêmes. La différence ne se manifeste que dans le type de transistor p-n-p ou n-p-n. Nous donnerons également des exemples de paires complémentaires pour vous faciliter l'achat. De la nomenclature russe : KT361/KT315, KT3107/KT3102, KT814/KT815, KT816/KT817, KT818/KT819. BD139 / BD140 sont parfaits comme importations. Le relais doit être sélectionné pour une tension de fonctionnement d'au moins 12 V, 10-20 A.

Principe de fonctionnement:

Lorsqu'un certain seuil est dépassé (le seuil est fixé par une résistance variable, empiriquement), les clés d'une paire complémentaire de transistors sont fermées. La tension à la sortie de l'appareil disparaît et la LED s'allume, indiquant le fonctionnement du système de protection de l'appareil.

Le bouton entre le transistor vous permet de réinitialiser la protection (à l'état stationnaire, il est fermé, c'est-à-dire qu'il fonctionne pour s'ouvrir). Vous pouvez réinitialiser la protection d'une autre manière, il suffit d'éteindre et de rallumer l'appareil. La protection est pertinente pour les alimentations ou les chargeurs de batterie.

Chaque radioamateur qui conçoit régulièrement des appareils électroniques, je pense, a une alimentation électrique régulée à la maison. La chose est vraiment pratique et utile, sans laquelle, après l'avoir essayée en action, elle devient difficile à gérer. En effet, si nous devons vérifier, par exemple, une LED, nous devrons alors régler avec précision sa tension de fonctionnement, car si la tension fournie à la LED est largement dépassée, cette dernière peut tout simplement s'éteindre. Également avec des circuits numériques, nous réglons la tension de sortie du multimètre sur 5 volts, ou tout autre dont nous avons besoin et continuons.

De nombreux radioamateurs novices assemblent d'abord une simple alimentation réglable, sans ajuster le courant de sortie et la protection contre les courts-circuits. C'était donc avec moi, il y a environ 5 ans, j'ai assemblé un bloc d'alimentation simple avec uniquement la tension de sortie réglable de 0,6 à 11 volts. Son schéma est représenté sur la figure ci-dessous :

Mais il y a quelques mois, j'ai décidé de mettre à niveau cette alimentation et de compléter son circuit avec un petit circuit de protection contre les courts-circuits. J'ai trouvé ce schéma dans l'un des numéros du magazine Radio. Après un examen plus approfondi, il s'est avéré que le circuit rappelle à bien des égards le schéma ci-dessus de l'alimentation que j'ai assemblée plus tôt. En cas de court-circuit dans le circuit alimenté, la LED d'indication de court-circuit s'éteint pour l'indiquer et le courant de sortie devient 30 milliampères. Il a été décidé en prenant part à ce régime de compléter le sien, ce qu'il a fait. Le diagramme original du magazine Radio, qui comprend l'add-on, est illustré dans la figure ci-dessous :

La figure suivante montre une partie de ce circuit qui devra être assemblée.

La valeur de certaines pièces, notamment les résistances R1 et R2, doit être recalculée à la hausse. Si quelqu'un a encore des questions sur l'endroit où connecter les fils sortants de ce circuit, je donnerai la figure suivante :

J'ajouterai également que dans le circuit assemblé, que ce soit le premier circuit, ou le circuit du magazine Radio, vous devez mettre une résistance de 1 kΩ en sortie, entre plus et moins. Dans le schéma du magazine Radio, il s'agit de la résistance R6. Il reste ensuite à décaper la carte et à assembler le tout dans le boitier d'alimentation. Tableaux miroirs au programme Mise en page du sprint ce n'est pas nécessaire. Dessin de circuit imprimé de protection contre les courts-circuits :

Il y a environ un mois, je suis tombé sur un circuit pour un régulateur de courant de sortie qui pourrait être utilisé conjointement avec cette alimentation. tiré de ce site. Ensuite, j'ai assemblé ce préfixe dans un boîtier séparé et j'ai décidé de le connecter au besoin pour charger des batteries et des actions similaires, où le contrôle du courant de sortie est important. Je donne un schéma du décodeur, le transistor kt3107 qu'il contient a été remplacé par kt361.

Mais plus tard l'idée m'est venue de regrouper, par commodité, tout cela dans un seul bâtiment. J'ai ouvert le boîtier de l'alimentation et j'ai regardé, il n'y avait plus assez d'espace, la résistance variable ne rentrerait pas. Le circuit régulateur de courant utilise une puissante résistance variable, qui a des dimensions assez importantes. Voici à quoi ça ressemble :

Ensuite, j'ai décidé de connecter simplement les deux boîtiers avec des vis, en établissant la connexion entre les cartes avec des fils. J'ai également réglé l'interrupteur à bascule sur deux positions : sortie avec courant réglable et non régulé. Dans le premier cas, la sortie de la carte principale de l'alimentation était connectée à l'entrée du régulateur de courant, et la sortie du régulateur de courant allait aux pinces sur le corps de l'alimentation, et dans le second cas, les pinces étaient connectées directement à la sortie de la carte principale de l'alimentation. Tout cela était commuté par un interrupteur à bascule à six broches pour 2 positions. Je donne un schéma du circuit imprimé du régulateur de courant :

Dans le schéma PCB, R3.1 et R3.3 sont les broches 1 et 3 de la résistance variable, en partant de la gauche. Si quelqu'un veut répéter, je donne le schéma de connexion de l'interrupteur à bascule pour la commutation :

J'ai joint les circuits imprimés de l'alimentation, des circuits de protection et des circuits de régulation de courant dans l'archive. Matériel préparé par AKV.

Le schéma de connexion du transistor à l'alimentation est illustré à la Fig. 1, et les caractéristiques courant-tension du transistor pour différentes résistances de la résistance R1 sont illustrées à la Fig. 2. C'est ainsi que fonctionne la protection. Si la résistance de la résistance est nulle (c'est-à-dire que la source est connectée à la grille) et que la charge tire un courant d'environ 0,25 A, la chute de tension aux bornes du transistor à effet de champ ne dépasse pas 1,5 V, et pratiquement tous la tension redressée sera sur la charge. Lorsqu'un court-circuit apparaît dans le circuit de charge, le courant traversant le redresseur augmente fortement et, en l'absence de transistor, peut atteindre plusieurs ampères. Le transistor limite le courant de court-circuit à 0,45...0,5 A, quelle que soit la chute de tension à ses bornes. Dans ce cas, la tension de sortie deviendra nulle et toute la tension chutera aux bornes du FET. Ainsi, en cas de court-circuit, la puissance consommée par la source d'alimentation ne fera pas plus que doubler dans cet exemple, ce qui dans la plupart des cas est tout à fait acceptable et n'affectera pas la "santé" des pièces d'alimentation.

Riz. 2

Vous pouvez réduire le courant de court-circuit en augmentant la résistance de la résistance R1. Il faut choisir une résistance telle que le courant de court-circuit soit environ le double du courant de charge maximum.
Cette méthode de protection est particulièrement pratique pour les alimentations avec un filtre RC de lissage - alors le transistor à effet de champ est activé à la place de la résistance de filtre (un tel exemple est illustré à la Fig. 3).
Comme la quasi-totalité de la tension redressée chute sur le transistor à effet de champ lors d'un court-circuit, il peut être utilisé pour la signalisation lumineuse ou sonore. Voici, par exemple, un schéma d'activation d'un signal lumineux - Fig. 7. Lorsque tout est en ordre avec la charge, la LED verte HL2 est allumée. Dans ce cas, la chute de tension aux bornes du transistor n'est pas suffisante pour allumer la LED HL1. Mais dès qu'un court-circuit apparaît dans la charge, la LED HL2 s'éteint, mais HL1 clignote en rouge.

Riz. 3

La résistance R2 est choisie en fonction de la limitation de courant de court-circuit souhaitée selon les recommandations ci-dessus.
Le schéma de connexion du dispositif de signalisation sonore est illustré à la fig. 4. Elle peut être connectée soit entre le drain et la source du transistor, soit entre le drain et la grille, comme la LED HL1.
Lorsqu'une tension suffisante apparaît sur le dispositif de signalisation, le générateur AF, réalisé sur un transistor unijonction VT2, entre en action, et un son se fait entendre dans le casque BF1.
Le transistor unijonction peut être KT117A-KT117G, le téléphone est à faible résistance (peut être remplacé par une tête dynamique à faible puissance).

Riz. quatre

Il reste à ajouter que pour les charges à faible courant, un limiteur de courant de court-circuit sur un transistor à effet de champ KP302V peut être introduit dans l'alimentation. Lors du choix d'un transistor pour d'autres blocs, sa puissance admissible et sa tension drain-source doivent être prises en compte.
Bien entendu, une telle automatisation peut également être introduite dans une alimentation stabilisée ne disposant pas de protection contre les courts-circuits dans la charge.

Il s'agit d'une petite unité universelle de protection contre les courts-circuits conçue pour une utilisation en réseau. Il est spécialement conçu pour s'adapter à la plupart des alimentations sans recâblage de leurs circuits. Le circuit, malgré la présence d'un microcircuit, est très facile à comprendre. Enregistrez-le sur votre ordinateur pour le voir dans la meilleure taille.

Pour souder le circuit il vous faudra :

1. 1 - ampli op double TL082
2. 2 - diode 1n4148
3. 1 - transistor tip122 NPN
4. 1 - Transistor BC558 PNP BC557, BC556
5. 1 - Résistance de 2700 ohms
6. 1 - Résistance de 1000 ohms
7. Résistance 1 - 10 kΩ
8. 1 - Résistance 22 kΩ
9. 1 - potentiomètre 10 kΩ
10. 1 - condensateur 470 microfarads
11. 1 - condensateur 1 microfarad
12. 1 - interrupteur normalement fermé
13. 1 - relais modèle T74 "G5LA-14"

Connexion du circuit à l'alimentation

Ici, une résistance de faible valeur est connectée en série avec la sortie de l'alimentation. Dès que le courant commence à le traverser, il y aura une petite chute de tension et nous utiliserons cette chute de tension pour déterminer si la puissance est le résultat d'une surcharge ou d'un court-circuit. Au cœur de ce circuit se trouve un amplificateur opérationnel (ampli-op) inclus en tant que comparateur.

• Si la tension à la sortie non inverseuse est supérieure à la tension à la sortie inverseuse, alors la sortie est réglée sur un niveau « haut ».
• Si la tension à la sortie non inverseuse est inférieure à la tension à la sortie inverseuse, alors la sortie est réglée sur un niveau "bas".

Certes, cela n'a rien à voir avec le niveau logique de 5 volts des microcircuits conventionnels. Lorsque l'ampli op est "élevé", sa sortie sera très proche du potentiel positif de la tension d'alimentation, donc si l'alimentation est de +12 V, le "élevé" approchera +12 V. Lorsque l'ampli op est "bas ", sa sortie sera presque au moins de la tension d'alimentation, donc proche de 0 V.

Lorsque vous utilisez des amplis op comme comparateurs, nous avons généralement un signal d'entrée et une tension de référence pour comparer ce signal d'entrée. On a donc une résistance avec une tension variable qui est définie en fonction du courant qui la traverse et de la tension de référence. Cette résistance est la partie la plus importante du circuit. Il est connecté en série avec la puissance de sortie. Vous devez choisir une résistance qui a une chute de tension d'environ 0,5 à 0,7 volt lorsqu'elle est traversée par un courant de surcharge. Un courant de surcharge se produit lorsque le circuit de protection fonctionne et ferme la sortie de puissance pour éviter de l'endommager.

Vous pouvez choisir une résistance en utilisant la loi d'Ohm. La première chose à déterminer est la surcharge de courant de l'alimentation. Pour ce faire, vous devez connaître le courant maximal autorisé de l'alimentation.

Disons que votre alimentation peut délivrer 3 ampères (dans ce cas, la tension de l'alimentation n'a pas d'importance). Donc, nous avons P \u003d 0,6 V / 3 A. P \u003d 0,2 Ohm. La prochaine chose que vous devez faire est de calculer la dissipation de puissance sur cette résistance en utilisant la formule : P=V*I. Si nous utilisons notre dernier exemple, nous obtenons : P = 0,6 V * 3 A. P = 1,8 W - Une résistance de 3 ou 5 W sera plus que suffisante.

Pour faire fonctionner le circuit, vous devrez lui appliquer une tension, qui peut être de 9 à 15 V. Pour calibrer, appliquez une tension à l'entrée inverseuse de l'ampli-op et tournez le potentiomètre. Cette tension augmentera ou diminuera selon de quel côté vous la tournez. La valeur doit être ajustée en fonction du gain de l'étage d'entrée de 0,6 volt (quelque chose autour de 2,2 à 3 volts si votre étage d'amplification est similaire au mien). Cette procédure prend un certain temps, et la meilleure façon de calibrer est la méthode scientifique du poke. Vous devrez peut-être régler le potentiomètre sur une tension plus élevée afin que la protection ne se déclenche pas lors des pics de charge. Téléchargez le dossier du projet.

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