Schema dispozitivului de protecție pentru orice sursă de alimentare. Sursa de alimentare reglata cu protectie la suprasarcina

A trebuit deja să construiți produse de casă cu o varietate de tensiuni de alimentare: 4,5, 9, 12 V. Și de fiecare dată a trebuit să achiziționați numărul corespunzător de baterii sau celule. Dar sursele de energie necesare nu sunt întotdeauna disponibile, iar durata lor de viață este limitată. De aceea, laboratorul de acasă are nevoie de o sursă universală potrivită pentru aproape toate cazurile de practică radioamatorică. Aceasta poate fi sursa de alimentare CA descrisă mai jos, oferind orice tensiune de curent continuu de la 0,5 la 12 V. În timp ce cantitatea de curent extrasă de la unitate poate ajunge la 0,5 A, tensiunea de ieșire rămâne stabilă. Și încă un avantaj al blocului este că nu se teme de scurtcircuite, care sunt adesea întâlnite în practică în timpul verificării și ajustării structurilor, ceea ce este deosebit de important pentru un radioamator începător.

Schema de alimentare este afișată pe orez. unu. Tensiunea de rețea este furnizată prin mufa XI, siguranța FX și comutatorul S1 la înfășurarea primară a transformatorului descendente T1. Tensiunea alternativă de la înfășurarea secundară este furnizată redresorului, asamblat pe diode VI - V4. Ieșirea redresorului va avea deja o tensiune constantă, este netezită de condensatorul C1.

Acesta este urmat de un regulator de tensiune, care include rezistențele R2-R5, tranzistoarele V8, V9 și o diodă zener V7. Rezistorul variabil R3 poate fi setat la ieșirea unității (în prizele X2 și X3) orice tensiune de la 0,5 la 12 V.

Protecția la scurtcircuit este implementată pe tranzistorul V6. De îndată ce scurtcircuitul din sarcină dispare, tensiunea setată mai devreme va apărea din nou la ieșire fără reporniri.

Pe înfășurarea secundară a transformatorului descendente 13 - 17 volți.

Diodele pot fi oricare din seria D226 (de exemplu, D226V, D226D etc.) - Condensator C1 de tip K50-16. Rezistoare fixe - MLT, variabile - SP-1. În loc de dioda Zener D814D, puteți folosi D813. Tranzistoarele V6, V8 pot fi considerate MP39B, MP41, MP41A, MP42B cu cel mai mare coeficient de transfer de curent posibil. Tranzistor V9 - P213, P216, P217 cu orice index de litere. Potrivit și P201 - P203. Tranzistorul trebuie instalat pe radiator.

Părțile rămase - comutator, siguranță, ștecher și prize - de orice design.

Ca de obicei, după finalizarea instalării, verificați mai întâi corectitudinea tuturor conexiunilor, apoi armați-vă cu un voltmetru și treceți la verificarea sursei de alimentare. După introducerea ștecherului blocului în priza de alimentare și alimentarea comutatorului S1, verificați imediat tensiunea la condensatorul C1 - ar trebui să fie de 15-19 V. Apoi setați glisorul rezistenței variabile R3 în poziția superioară conform diagramă și măsurați tensiunea la prizele X2 și XZ - ar trebui să fie de aproximativ 12 V. Dacă tensiunea este mult mai mică, verificați funcționarea diodei zener - conectați un voltmetru la bornele sale și măsurați tensiunea. În aceste puncte, tensiunea ar trebui să fie de aproximativ 12 V. Valoarea sa poate fi semnificativ mai mică datorită utilizării unei diode zener cu un indice de litere diferit (de exemplu, D814A), precum și dacă ieșirile tranzistorului V6 nu sunt a pornit corect sau dacă funcționează defectuos. Pentru a exclude influența acestui tranzistor, dezlipiți ieșirea colectorului său de la anodul diodei Zener și măsurați din nou tensiunea la dioda Zener. Dacă în acest caz tensiunea este scăzută, verificați dacă rezistența R2 este conformă cu valoarea sa nominală (360 ohmi). Când atingeți tensiunea dorită la ieșirea sursei de alimentare (aproximativ 12 V), încercați să mutați glisorul rezistenței în jos pe circuit. Tensiunea de ieșire a unității ar trebui să scadă treptat până la aproape zero.
Acum verificați funcționarea unității sub sarcină. Conectați la prize un rezistor cu o rezistență de 40-50 ohmi și o putere de cel puțin 5 wați. Poate fi compus, de exemplu, din patru rezistențe MLT-2.0 conectate în paralel (putere 2 W) cu o rezistență de 160-200 ohmi. În paralel cu rezistorul, porniți voltmetrul și setați glisorul rezistenței variabile R3 în poziția superioară conform diagramei. Acul voltmetrului ar trebui să arate o tensiune de cel puțin 11 V. Dacă tensiunea scade mai mult, încercați să reduceți rezistența rezistorului R2 (instalați în schimb o rezistență de 330 sau 300 ohmi).

A sosit momentul să verificăm funcționarea întreruptorului. Veți avea nevoie de un ampermetru pentru 1-2 A, dar este foarte posibil să folosiți un tester precum Ts20, inclus în măsurarea curentului continuu de până la 750 mA. Mai întâi, setați tensiunea de ieșire la 5-6 V cu un rezistor variabil al sursei de alimentare și apoi conectați sondele ampermetrului la prizele de ieșire ale unității: sonda negativă la mufa X2, sonda pozitivă la mufa X3. În primul moment, acul ampermetrului ar trebui să sară la diviziunea finală a scalei și apoi să revină la zero. Dacă da, mașina funcționează corect.

Tensiunea maximă de ieșire a blocului este determinată numai de tensiunea de stabilizare a diodei zener. Și poate fi de la 11,5 la 14 V pentru D814D (D813) indicat pe diagramă.De aceea, dacă este necesar, creșteți ușor tensiunea maximă, selectați o diodă zener cu tensiunea de stabilizare dorită sau înlocuiți-o cu alta, de exemplu D815E (cu o tensiune de stabilizare de 15 V). Dar în acest caz, va trebui să schimbați rezistența R2 (reduceți rezistența acestuia) și să utilizați un transformator cu care tensiunea redresată va fi de cel puțin 17 V la o sarcină de 0,5 A (măsurată la bornele condensatorului).

Etapa finală este gradarea scării rezistenței variabile, pe care trebuie să o lipiți în prealabil pe panoul frontal al carcasei. Veți avea nevoie, desigur, de un voltmetru DC. Controlând tensiunea de ieșire a unității, setați glisorul rezistenței variabile în diferite poziții și marcați valoarea tensiunii pentru fiecare dintre ele pe scară.

Sursa de alimentare reglabila cu protectie la scurtcircuit pe tranzistorul KT805.

Figura de mai jos prezintă o diagramă a unei surse de alimentare stabilizate simple. Conține un transformator coborâtor (T1), un redresor în punte (VD1 - VD4), un filtru condensator (C1) și un regulator de tensiune semiconductor. Circuitul regulator de tensiune vă permite să reglați fără probleme tensiunea de ieșire în intervalul de la 0 la 12 volți și este protejat de scurtcircuite la ieșire (VT1). O înfășurare suplimentară a transformatorului este prevăzută pentru alimentarea unui fier de lipit de joasă tensiune, precum și pentru experimente cu curent electric alternativ. Există o indicație de tensiune constantă (LED HL2) și tensiune variabilă (LED HL1). Pentru a porni întregul dispozitiv, se folosește comutatorul SA1, iar fierul de lipit - SA2. Sarcina este deconectată de SA3. Pentru a proteja circuitele AC de suprasarcini, sunt furnizate siguranțe FU1 și FU2. Valorile tensiunii de ieșire sunt marcate pe butonul de reglare a tensiunii de ieșire (potențiometrul R4). Dacă doriți, puteți instala un voltmetru indicator la ieșirea stabilizatorului sau puteți asambla un voltmetru cu afișaj digital.

Figura de mai jos arată un fragment dintr-un circuit de stabilizator modificat cu o indicație a unui scurtcircuit în sarcină. În modul normal, LED-ul verde este aprins, când sarcina este închisă, este roșu.

Implementarea unui circuit de protecție nu este dificilă, mai ales că este foarte important să vă protejați toate dispozitivele de scurtcircuite și suprasarcini. Dacă din anumite motive apare un scurtcircuit în dispozitiv, acest lucru poate duce la consecințe ireparabile pentru acesta. Pentru a vă proteja de costuri inutile, iar dispozitivul de epuizare, este suficient să faceți o mică revizuire, conform schemei de mai jos.

Este important de reținut că întregul circuit este construit pe o pereche complementară de tranzistori. Pentru a înțelege, să descifrăm sensul frazei. O pereche complementară se numește tranzistori cu aceiași parametri, dar direcții diferite ale joncțiunilor p-n.

Acestea. toți parametrii de tensiune, curent, putere și alții pentru tranzistori sunt exact la fel. Diferența se manifestă doar în tipul de tranzistor p-n-p sau n-p-n. De asemenea, vom oferi exemple de perechi complementare pentru a vă facilita cumpărarea. Din nomenclatura rusă: KT361/KT315, KT3107/KT3102, KT814/KT815, KT816/KT817, KT818/KT819. BD139 / BD140 sunt perfecte ca importuri. Releul trebuie selectat pentru o tensiune de funcționare de cel puțin 12 V, 10-20 A.

Principiul de funcționare:

Când se depășește un anumit prag (pragul este stabilit de un rezistor variabil, empiric), cheile unei perechi complementare de tranzistoare sunt închise. Tensiunea de la ieșirea dispozitivului dispare și LED-ul se aprinde, indicând funcționarea sistemului de protecție al dispozitivului.

Butonul dintre tranzistor vă permite să resetați protecția (în starea staționară este închis, adică funcționează pentru a deschide). Puteți reseta protecția într-un alt mod, doar opriți și porniți unitatea. Protecția este relevantă pentru surse de alimentare sau încărcătoare de baterii.

Fiecare radioamator care proiectează în mod regulat dispozitive electronice, cred, are o sursă de alimentare reglementată acasă. Lucrul este cu adevărat convenabil și util, fără de care, încercând-o în acțiune, devine dificil de gestionat. Într-adevăr, dacă trebuie să verificăm, de exemplu, un LED, atunci va trebui să-i setăm cu precizie tensiunea de funcționare, deoarece dacă tensiunea furnizată LED-ului este depășită semnificativ, acesta din urmă se poate arde pur și simplu. De asemenea, cu circuite digitale, setăm tensiunea de ieșire a multimetrului la 5 volți sau orice alta de care avem nevoie și mergem mai departe.

Mulți radioamatori începători asamblează mai întâi o sursă de alimentare reglabilă simplă, fără a ajusta curentul de ieșire și protecția la scurtcircuit. Așa a fost și cu mine, acum vreo 5 ani am asamblat o unitate simplă de alimentare cu doar tensiunea de ieșire reglabilă de la 0,6 la 11 volți. Schema sa este prezentată în figura de mai jos:

Dar acum câteva luni am decis să actualizez această sursă de alimentare și să-i completez circuitul cu un mic circuit de protecție la scurtcircuit. Am găsit această schemă într-unul din numerele revistei Radio. La o examinare mai atentă, s-a dovedit că circuitul amintește în multe privințe de schema schematică de mai sus a sursei de alimentare pe care am asamblat-o mai devreme. În cazul unui scurtcircuit în circuitul alimentat, LED-ul de indicare a scurtcircuitului se stinge pentru a indica acest lucru, iar curentul de ieșire devine 30 miliamperi. Sa decis prin participarea la această schemă să-l completeze pe a lui, ceea ce a făcut. Diagrama originală din revista Radio, care include add-on-ul, este prezentată în figura de mai jos:

Următoarea figură arată o parte a acestui circuit care va trebui asamblată.

Valoarea unor piese, în special a rezistențelor R1 și R2, trebuie recalculată în sus. Dacă cineva mai are întrebări despre unde să conecteze firele de ieșire din acest circuit, voi da următoarea figură:

Mai adaug ca in circuitul asamblat, indiferent daca va fi primul circuit, sau circuitul din revista Radio, trebuie sa pui la iesire o rezistenta de 1 kΩ, intre plus si minus. În diagrama din revista Radio, acesta este rezistența R6. Apoi rămâne să decapați placa și să asamblați totul împreună în carcasa de alimentare. Plăci oglindă în program Aspect sprint nu este nevoie. Desen PCB cu protecție la scurtcircuit:

În urmă cu aproximativ o lună, am dat peste un circuit pentru un atașament pentru regulatorul de curent de ieșire care ar putea fi utilizat împreună cu această sursă de alimentare. preluat de pe acest site. Apoi am asamblat acest prefix într-o carcasă separată și am decis să-l conectez după cum este necesar pentru a încărca bateriile și acțiuni similare, unde controlul curentului de ieșire este important. Dau o diagramă a set-top box-ului, tranzistorul kt3107 din el a fost înlocuit cu kt361.

Dar mai târziu mi-a venit ideea să combin, pentru comoditate, toate acestea într-o singură clădire. Am deschis carcasa sursei de alimentare și m-am uitat, nu mai era suficient spațiu, rezistența variabilă nu se potrivea. Circuitul regulator de curent folosește un rezistor variabil puternic, care are dimensiuni destul de mari. Iată cum arată:

Apoi am decis să conectez pur și simplu ambele carcase cu șuruburi, făcând legătura între plăci cu fire. De asemenea, am setat comutatorul basculant pe două poziții: ieșire cu curent reglabil și nereglat. În primul caz, ieșirea de pe placa principală a sursei de alimentare a fost conectată la intrarea regulatorului de curent, iar ieșirea regulatorului de curent a mers la clemele de pe corpul sursei de alimentare, iar în al doilea caz, clemele au fost conectate direct la ieșirea de pe placa principală a sursei de alimentare. Toate acestea au fost comutate de un comutator cu șase pini pentru 2 poziții. Dau un desen al plăcii de circuit imprimat a regulatorului de curent:

În desenul PCB, R3.1 și R3.3 sunt pinii 1 și 3 ai rezistenței variabile, numărând din stânga. Dacă cineva dorește să repete, dau schema de conectare a comutatorului comutator pentru comutare:

Am atașat în arhivă plăcile de circuite imprimate ale sursei de alimentare, circuitele de protecție și circuitele de reglare a curentului. Material pregătit de AKV.

Schema de conectare a tranzistorului la sursa de alimentare este prezentată în Fig. 1, iar caracteristicile curent-tensiune ale tranzistorului pentru diferite rezistențe ale rezistorului R1 sunt prezentate în Fig. 2. Așa funcționează protecția. Dacă rezistența rezistorului este zero (adică, sursa este conectată la poartă), iar sarcina atrage un curent de aproximativ 0,25 A, atunci căderea de tensiune pe tranzistorul cu efect de câmp nu depășește 1,5 V și practic toate tensiunea redresată va fi pe sarcină. Când apare un scurtcircuit în circuitul de sarcină, curentul prin redresor crește brusc și, în absența unui tranzistor, poate ajunge la câțiva amperi. Tranzistorul limitează curentul de scurtcircuit la 0,45...0,5 A, indiferent de căderea de tensiune pe el. În acest caz, tensiunea de ieșire va deveni zero și întreaga tensiune va scădea pe FET. Astfel, în cazul unui scurtcircuit, puterea consumată de la sursa de alimentare nu se va mai dubla în acest exemplu, ceea ce în majoritatea cazurilor este destul de acceptabil și nu va afecta „sănătatea” pieselor de alimentare.

Orez. 2

Puteți reduce curentul de scurtcircuit prin creșterea rezistenței rezistorului R1. Este necesar să alegeți un rezistor astfel încât curentul de scurtcircuit să fie de aproximativ dublu față de curentul maxim de sarcină.
Această metodă de protecție este convenabilă în special pentru sursele de alimentare cu un filtru RC de netezire - atunci tranzistorul cu efect de câmp este pornit în locul rezistorului de filtru (un astfel de exemplu este prezentat în Fig. 3).
Deoarece aproape toată tensiunea redresată scade pe tranzistorul cu efect de câmp în timpul unui scurtcircuit, acesta poate fi utilizat pentru semnalizare luminoasă sau sonoră. Iată, de exemplu, o diagramă pentru pornirea unui semnal luminos - Fig. 7. Când totul este în ordine cu sarcina, LED-ul verde HL2 este aprins. În acest caz, căderea de tensiune pe tranzistor nu este suficientă pentru a aprinde LED-ul HL1. Dar de îndată ce apare un scurtcircuit în sarcină, LED-ul HL2 se stinge, dar HL1 clipește roșu.

Orez. 3

Rezistorul R2 este selectat în funcție de limitarea dorită a curentului de scurtcircuit conform recomandărilor de mai sus.
Schema de conectare a dispozitivului de semnalizare sonoră este prezentată în fig. 4. Poate fi conectat fie între dren și sursa tranzistorului, fie între dren și poartă, ca LED-ul HL1.
Când apare o tensiune suficientă pe dispozitivul de semnalizare, generatorul AF, realizat pe un tranzistor unijunction VT2, intră în acțiune și se aude un sunet în căștile BF1.
Tranzistorul unijunction poate fi KT117A-KT117G, telefonul are rezistență scăzută (poate fi înlocuit cu un cap dinamic de putere redusă).

Orez. patru

Rămâne de adăugat că, pentru sarcini de curent scăzut, în sursa de alimentare poate fi introdus un limitator de curent de scurtcircuit pe un tranzistor cu efect de câmp KP302V. Atunci când alegeți un tranzistor pentru alte blocuri, trebuie luate în considerare puterea permisă și tensiunea sursei de scurgere.
Desigur, o astfel de automatizare poate fi introdusă și într-o sursă de alimentare stabilizată care nu are protecție împotriva scurtcircuitelor în sarcină.

Aceasta este o unitate universală mică de protecție la scurtcircuit care este proiectată pentru utilizare în rețea. Este special conceput pentru a se potrivi în majoritatea surselor de alimentare fără a le recabla circuitele. Circuitul, în ciuda prezenței unui microcircuit, este foarte ușor de înțeles. Salvați-l pe computer pentru a-l vedea la cea mai bună dimensiune.

Pentru a lipi circuitul veți avea nevoie de:

1. 1 - TL082 amplificator operațional dual
2. 2 - dioda 1n4148
3. 1 - tip122 tranzistor NPN
4. 1 - BC558 PNP tranzistor BC557, BC556
5. Rezistor de 1 - 2700 ohmi
6. Rezistor de 1 - 1000 ohmi
7. Rezistor de 1 - 10 kΩ
8. Rezistor de 1 - 22 kΩ
9. 1 - potențiometru 10 kΩ
10. 1 - condensator 470 microfarads
11. 1 - condensator 1 microfarad
12. 1 - întrerupător normal închis
13. 1 - releu model T74 "G5LA-14"

Conectarea circuitului la PSU

Aici, un rezistor de valoare mică este conectat în serie cu ieșirea sursei de alimentare. De îndată ce curentul începe să curgă prin el, va exista o mică cădere de tensiune și vom folosi această cădere de tensiune pentru a determina dacă puterea este rezultatul unei suprasarcini sau al unui scurtcircuit. În centrul acestui circuit este un amplificator operațional (op-amp) inclus ca comparator.

• Dacă tensiunea la ieșirea neinversoare este mai mare decât tensiunea la ieșirea inversoare, atunci ieșirea este setată la un nivel „înalt”.
• Dacă tensiunea la ieșirea neinversoare este mai mică decât tensiunea la ieșirea inversoare, atunci ieșirea este setată la un nivel „jos”.

Adevărat, acest lucru nu are nimic de-a face cu nivelul logic de 5 volți al microcircuitelor convenționale. Când amplificatorul operațional este „înalt”, ieșirea sa va fi foarte aproape de potențialul pozitiv al tensiunii de alimentare, deci dacă sursa este de +12 V, „înalt” se va apropia de +12 V. Când amplificatorul operațional este „scăzut”. ", ieșirea sa va fi aproape la minusul tensiunii de alimentare, prin urmare, aproape de 0 V.

Când folosim amplificatoare operaționale ca comparatoare, avem de obicei un semnal de intrare și o tensiune de referință cu care să comparăm acest semnal de intrare. Deci avem un rezistor cu o tensiune variabilă care este definită în funcție de curentul care circulă prin el și de tensiunea de referință. Acest rezistor este cea mai importantă parte a circuitului. Este conectat în serie cu puterea de ieșire. Trebuie să alegeți un rezistor care are o cădere de tensiune de aproximativ 0,5 ~ 0,7 volți atunci când există un curent de suprasarcină prin el. Un curent de suprasarcină apare atunci când circuitul de protecție funcționează și închide puterea de ieșire pentru a preveni deteriorarea acestuia.

Puteți alege un rezistor folosind legea lui Ohm. Primul lucru de determinat este suprasarcina curentă a sursei de alimentare. Pentru a face acest lucru, trebuie să cunoașteți curentul maxim admisibil al sursei de alimentare.

Să presupunem că sursa de alimentare poate furniza 3 amperi (în acest caz, tensiunea sursei de alimentare nu contează). Deci, avem P \u003d 0,6 V / 3 A. P \u003d 0,2 Ohm. Următorul lucru pe care ar trebui să-l faceți este să calculați puterea disipată pe acest rezistor folosind formula: P=V*I. Dacă folosim ultimul nostru exemplu, obținem: P = 0,6 V * 3 A. P = 1,8 W - Rezistorul de 3 sau 5 W va fi mai mult decât suficient.

Pentru ca circuitul să funcționeze, va trebui să-i aplicați o tensiune, care poate fi de la 9 la 15 V. Pentru a calibra, aplicați tensiune la intrarea de inversare a amplificatorului operațional și rotiți potențiometrul. Această tensiune va crește sau scădea în funcție de partea în care o întoarceți. Valoarea trebuie ajustată în funcție de câștigul etajului de intrare de 0,6 volți (ceva în jur de 2,2 până la 3 volți dacă treapta amplificatorului este similară cu a mea). Această procedură durează ceva timp, iar cea mai bună modalitate de calibrare este metoda științifică a picăturii. Poate fi necesar să setați potențiometrul la o tensiune mai mare, astfel încât protecția să nu se declanșeze la vârfurile de sarcină. Descărcați fișierul proiectului.

Printre numeroasele scheme de încărcătoare pentru bateriile auto publicate în rețea, încărcătoarele automate merită o atenție deosebită. Astfel de dispozitive creează o serie de facilități în întreținerea bateriilor. Dintre publicațiile dedicate încărcătoarelor automate, trebuie remarcate lucrări. Aceste dispozitive nu numai că asigură încărcarea bateriei, dar își desfășoară și antrenamentul și recuperarea.