Herhangi bir güç kaynağı için koruma cihazı şeması. Aşırı yük korumalı ayarlı güç kaynağı

Çeşitli besleme voltajlarına sahip ev yapımı ürünler yapmak zorunda kaldınız: 4,5, 9, 12 V. Ve her seferinde uygun sayıda pil veya hücre satın almanız gerekiyordu. Ancak gerekli güç kaynakları her zaman mevcut değildir ve hizmet ömürleri sınırlıdır. Bu nedenle ev laboratuvarının neredeyse tüm amatör radyo uygulamaları için uygun evrensel bir kaynağa ihtiyacı vardır. Bu, 0,5 ila 12 V arasında herhangi bir DC voltajı sağlayan aşağıda açıklanan AC güç kaynağı olabilir. Üniteden çekilen akım miktarı 0,5 A'ya ulaşabilirken, çıkış voltajı sabit kalır. Ve bloğun bir başka avantajı, özellikle acemi bir radyo amatörü için önemli olan yapıların doğrulanması ve ayarlanması sırasında pratikte sıklıkla karşılaşılan kısa devrelerden korkmamasıdır.

Güç kaynağı şeması üzerinde gösterilir pilav. bir. Şebeke gerilimi, XI fişi, FX sigortası ve S1 anahtarı aracılığıyla T1 düşürücü transformatörün birincil sargısına sağlanır. Sekonder sargıdan gelen alternatif voltaj, VI - V4 diyotlarına monte edilmiş doğrultucuya verilir. Doğrultucunun çıkışı zaten sabit bir voltaja sahip olacak, C1 kapasitörü tarafından düzeltildi.

Bunu, R2-R5 dirençlerini, V8, V9 transistörlerini ve bir zener diyot V7 içeren bir voltaj regülatörü takip eder. Değişken direnç R3, ünitenin çıkışında (X2 ve X3 soketlerinde) 0,5 ila 12 V arasında herhangi bir voltaj ayarlanabilir.

Transistör V6'da kısa devre koruması uygulanır. Yükteki kısa devre ortadan kalkar kalkmaz, daha önce ayarlanan voltaj, herhangi bir yeniden başlatma olmaksızın çıkışta tekrar görünecektir.

13 - 17 volt düşürücü transformatörün sekonder sargısında.

Diyotlar, D226 serisinden herhangi biri olabilir (örneğin, D226V, D226D, vb.) - K50-16 tipi Kapasitör C1. Sabit dirençler - MLT, değişken - SP-1. Zener diyot D814D yerine D813'ü kullanabilirsiniz. Transistörler V6, V8, mümkün olan en yüksek akım transfer katsayısı ile MP39B, MP41, MP41A, MP42B olarak alınabilir. Transistör V9 - P213, P216, P217, herhangi bir harf indeksi ile. Uygun ve P201 - P203. Transistör radyatöre takılmalıdır.

Herhangi bir tasarımın geri kalan parçaları - anahtar, sigorta, fiş ve prizler -.

Her zamanki gibi, kurulumu tamamladıktan sonra, önce tüm bağlantıların doğruluğunu kontrol edin ve ardından kendinizi bir voltmetre ile donatın ve güç kaynağını kontrol etmeye devam edin. Bloğun fişini prize taktıktan ve S1 anahtarına güç verdikten sonra hemen C1 kapasitöründeki voltajı kontrol edin - 15-19 V olmalıdır. Ardından değişken direnç R3 kaydırıcısını aşağıdakine göre üst konuma ayarlayın. X2 ve XZ soketlerindeki voltajı çizin ve ölçün - yaklaşık 12 V olmalıdır. Voltaj çok daha düşükse, zener diyotunun çalışmasını kontrol edin - terminallerine bir voltmetre bağlayın ve voltajı ölçün. Bu noktalarda voltaj yaklaşık 12 V olmalıdır. Farklı bir harf indeksine (örneğin, D814A) sahip bir zener diyotun kullanılması ve ayrıca transistör V6'nın çıkışlarının olmaması nedeniyle değeri önemli ölçüde daha düşük olabilir. doğru açılmışsa veya arızalıysa. Bu transistörün etkisini dışlamak için, kollektörünün çıkışını zener diyotun anotundan lehimleyin ve zener diyotundaki voltajı tekrar ölçün. Bu durumda voltaj düşükse, R2 direncinin nominal değerine (360 ohm) uygunluğunu kontrol edin. Güç kaynağının çıkışında (yaklaşık 12 V) istenen voltajı elde ettiğinizde, direnç kaydırıcısını devreden aşağı hareket ettirmeyi deneyin. Ünitenin çıkış voltajı kademeli olarak neredeyse sıfıra düşmelidir.
Şimdi ünitenin yük altında çalışmasını kontrol edin. Soketlere 40-50 ohm dirençli ve en az 5 watt gücünde bir direnç bağlayın. Örneğin, 160-200 ohm dirençli dört paralel bağlı MLT-2.0 direncinden (güç 2 W) oluşabilir. Dirençle paralel olarak, voltmetreyi açın ve R3 değişken direncinin kaydırıcısını şemaya göre üst konuma ayarlayın. Voltmetre iğnesi en az 11 V'luk bir voltaj göstermelidir. Voltaj daha fazla düşerse, direnç R2'nin direncini düşürmeyi deneyin (bunun yerine 330 veya 300 ohm'luk bir direnç takın).

Devre kesicinin çalışmasını kontrol etme zamanı geldi. 1-2 A için bir ampermetreye ihtiyacınız olacak, ancak 750 mA'ya kadar doğru akım ölçümüne dahil olan Ts20 gibi bir test cihazı kullanmak oldukça mümkündür. İlk olarak, güç kaynağının değişken bir direnci ile çıkış voltajını 5-6 V'a ayarlayın ve ardından ampermetre problarını ünitenin çıkış soketlerine bağlayın: negatif prob X2 soketine, pozitif prob X3 soketine. İlk anda, ampermetre iğnesi ölçeğin son bölümüne atlamalı ve ardından sıfıra dönmelidir. Eğer öyleyse, makine düzgün çalışıyor.

Bloğun maksimum çıkış voltajı sadece zener diyotun stabilizasyon voltajı ile belirlenir. Ve şemada belirtilen D814D (D813) için 11,5 ila 14 V arasında olabilir, bu nedenle, gerekirse maksimum voltajı biraz artırın, istenen stabilizasyon voltajına sahip bir zener diyotu seçin veya başka bir diyotla değiştirin, örneğin D815E (15 V'luk bir stabilizasyon voltajıyla). Ancak bu durumda, direnç R2'yi değiştirmeniz (direncini azaltmanız) ve doğrultulmuş voltajın 0,5 A yükte (kapasitör terminallerinde ölçülen) en az 17 V olacağı bir transformatör kullanmanız gerekecektir.

Son aşama, kasanın ön paneline önceden yapıştırmanız gereken değişken direnç ölçeğinin derecelendirilmesidir. Elbette bir DC voltmetreye ihtiyacınız olacak. Ünitenin çıkış voltajını kontrol ederek, değişken direnç kaydırıcısını farklı pozisyonlara ayarlayın ve her biri için voltaj değerini ölçekte işaretleyin.

KT805 transistöründe kısa devre korumalı ayarlanabilir güç kaynağı.

Aşağıdaki şekil, basit bir stabilize güç kaynağının bir diyagramını göstermektedir. Bir düşürücü transformatör (T1), bir köprü doğrultucu (VD1 - VD4), bir kapasitör filtresi (C1) ve bir yarı iletken voltaj regülatörü içerir. Voltaj regülatör devresi, çıkış voltajını 0 ila 12 volt aralığında sorunsuz bir şekilde ayarlamanıza izin verir ve çıkışta (VT1) kısa devrelerden korunur. Düşük voltajlı bir havyaya güç sağlamak için ve ayrıca alternatif elektrik akımı ile deneyler için ek bir transformatör sargısı sağlanmıştır. Sabit voltaj (LED HL2) ve değişken voltaj (LED HL1) göstergesi vardır. Tüm cihazı açmak için SA1 geçiş anahtarı ve havya - SA2 kullanılır. Yükün bağlantısı SA3 tarafından kesilir. AC devrelerini aşırı yüklenmelerden korumak için FU1 ve FU2 sigortaları sağlanmıştır. Çıkış voltajı değerleri, çıkış voltajı regülatör düğmesi (potansiyometre R4) üzerinde işaretlenmiştir. İstenirse, dengeleyicinin çıkışına bir işaretçi voltmetre takabilir veya dijital ekranlı bir voltmetre monte edebilirsiniz.

Aşağıdaki şekil, yükte bir kısa devre göstergesi olan değiştirilmiş bir stabilizatör devresinin bir parçasını göstermektedir. Normal modda yeşil LED yanar, yük kapatıldığında kırmızıdır.

Özellikle tüm cihazlarınızı kısa devre ve aşırı yüklenmelerden korumak çok önemli olduğu için bir koruma devresi uygulamak zor değildir. Herhangi bir nedenle cihazda kısa devre meydana gelirse, bu onun için onarılamaz sonuçlara yol açabilir. Sizi gereksiz maliyetlerden ve cihazı tükenmişlikten korumak için aşağıdaki şemaya göre küçük bir revizyon yapmak yeterlidir.

Tüm devrenin tamamlayıcı bir çift transistör üzerine kurulduğuna dikkat etmek önemlidir. Anlamak için, ifadenin anlamını deşifre edelim. Tamamlayıcı bir çift, aynı parametrelere, ancak farklı p-n bağlantı yönlerine sahip transistörler olarak adlandırılır.

Şunlar. transistörler için tüm voltaj, akım, güç ve diğer parametreler tamamen aynıdır. Fark, yalnızca transistör p-n-p veya n-p-n tipinde kendini gösterir. Satın almanızı kolaylaştırmak için tamamlayıcı çiftlere örnekler de vereceğiz. Rus terminolojisinden: KT361/KT315, KT3107/KT3102, KT814/KT815, KT816/KT817, KT818/KT819. BD139 / BD140 ithal olarak mükemmeldir. Röle, en az 12 V, 10-20 A çalışma voltajı için seçilmelidir.

Çalışma prensibi:

Belirli bir eşik aşıldığında (eşik ampirik olarak değişken bir direnç tarafından belirlenir), tamamlayıcı bir çift transistörün anahtarları kapanır. Cihazın çıkışındaki voltaj kaybolur ve cihazın koruyucu sisteminin çalıştığını gösteren LED yanar.

Transistör arasındaki düğme, korumayı sıfırlamanıza izin verir (sabit durumda kapalıdır, yani açmaya çalışır). Korumayı başka bir şekilde sıfırlayabilirsiniz, sadece üniteyi kapatıp açın. Koruma, güç kaynakları veya pil şarj cihazları için geçerlidir.

Sanırım düzenli olarak elektronik cihazlar tasarlayan her radyo amatörünün evinde düzenlenmiş bir güç kaynağı var. Şey gerçekten kullanışlı ve kullanışlıdır, bunlar olmadan, onu eylemde denedikten sonra yönetimi zorlaşır. Gerçekten de, örneğin bir LED'i kontrol etmemiz gerekirse, çalışma voltajını doğru bir şekilde ayarlamamız gerekecek, çünkü LED'e sağlanan voltaj önemli ölçüde aşılırsa, ikincisi basitçe yanabilir. Ayrıca dijital devrelerle, multimetredeki çıkış voltajını 5 volta veya ihtiyacımız olan herhangi birine ayarlıyoruz ve devam ediyoruz.

Acemi radyo amatörlerinin çoğu, çıkış akımını ve kısa devre korumasını ayarlamadan önce basit bir ayarlanabilir güç kaynağı kurar. Bu yüzden benimleydi, yaklaşık 5 yıl önce sadece 0,6 ila 11 volt arasında ayarlanabilen çıkış voltajına sahip basit bir güç kaynağı ünitesi kurdum. Şeması aşağıdaki şekilde gösterilmiştir:

Ancak birkaç ay önce bu güç kaynağını yükseltmeye ve devresini küçük bir kısa devre koruma devresi ile tamamlamaya karar verdim. Bu şemayı Radio dergisinin sayılarından birinde buldum. Daha yakından incelendiğinde, devrenin birçok yönden daha önce topladığım güç kaynağının yukarıdaki şematik diyagramını andırdığı ortaya çıktı. Güç verilen devrede kısa devre olması durumunda kısa devre gösterge ledi bunu belirtmek için söner ve çıkış akımı 30 miliamper olur. Bu planın bir parçası olarak kendisinin yaptığı şeyi tamamlamaya karar verildi. Eklentiyi içeren Radio dergisindeki orijinal şema aşağıdaki şekilde gösterilmektedir:

Aşağıdaki şekil, bu devrenin monte edilmesi gereken bir bölümünü göstermektedir.

Bazı parçaların, özellikle R1 ve R2 dirençlerinin değeri yukarı doğru yeniden hesaplanmalıdır. Bu devreden çıkan kabloların nereye bağlanacağı konusunda hala birisinin soruları varsa, aşağıdaki şekli vereceğim:

Birleştirilmiş devrede ister ilk devre olsun ister Radyo magazininden gelen devre olsun, artı ile eksi arasında çıkışa 1 kΩ direnç koymanız gerektiğini de ekleyeceğim. Radyo dergisindeki şemada, bu direnç R6'dır. Ardından, kartı toplamak ve güç kaynağı kasasındaki her şeyi bir araya getirmek için kalır. Programdaki ayna panoları Sprint düzeni gerek yok. Kısa Devre Koruma PCB Çizimi:

Yaklaşık bir ay önce, bu güç kaynağı ile birlikte kullanılabilecek bir çıkış akımı regülatör eklentisi için bir devre ile karşılaştım. bu siteden alınmıştır. Daha sonra bu öneki ayrı bir kasada birleştirdim ve çıkış akımı kontrolünün önemli olduğu pilleri şarj etmek ve benzeri işlemler için gerektiği gibi bağlamaya karar verdim. Set üstü kutunun bir şemasını veriyorum, içindeki kt3107 transistörü kt361 ile değiştirildi.

Ancak daha sonra, kolaylık sağlamak için tüm bunları tek bir binada birleştirme fikri bana geldi. Güç kaynağının kasasını açıp baktım, yeterli yer kalmamış, değişken direnç uymuyormuş. Akım regülatör devresi, oldukça büyük boyutlara sahip güçlü bir değişken direnç kullanır. İşte nasıl göründüğü:

Sonra her iki kasayı da vidalarla bağlamaya karar verdim ve panolar arasındaki bağlantıyı tellerle yaptım. Ayrıca geçiş anahtarını iki konuma ayarladım: ayarlanabilir akımlı ve düzensiz çıkışlı. İlk durumda güç kaynağının ana kartından gelen çıkış akım regülatörünün girişine bağlandı ve akım regülatörünün çıkışı güç kaynağının gövdesi üzerindeki klemenslere gitti ve ikinci durumda, kelepçeler doğrudan güç kaynağının ana kartından çıkışa bağlandı. Tüm bunlar, 2 konum için altı pimli bir geçiş anahtarı ile değiştirildi. Akım regülatörünün baskılı devre kartının bir çizimini veriyorum:

PCB çiziminde, R3.1 ve R3.3, değişken direncin soldan sayılan 1 ve 3 numaralı pinleridir. Tekrarlamak isteyen olursa, geçiş için geçiş anahtarının bağlantı şemasını veriyorum:

Güç kaynağının baskılı devre kartlarını, koruma devrelerini ve akım düzenleme devrelerini arşive ekledim. AKV tarafından hazırlanan malzeme.

Transistörün güç kaynağına bağlantı şeması Şekil 1'de gösterilmiştir ve transistörün R1 direncinin çeşitli dirençleri için akım-voltaj özellikleri Şekil 2'de gösterilmiştir. Koruma bu şekilde çalışır. Direncin direnci sıfırsa (yani kaynak kapıya bağlıysa) ve yük yaklaşık 0,25 A akım çekiyorsa, alan etkili transistördeki voltaj düşüşü 1,5 V'u geçmez ve hemen hemen hepsi doğrultulmuş voltaj yükte olacaktır. Yük devresinde bir kısa devre göründüğünde, doğrultucudan geçen akım keskin bir şekilde artar ve bir transistörün yokluğunda birkaç amper ulaşabilir. Transistör, üzerindeki voltaj düşüşünden bağımsız olarak kısa devre akımını 0,45...0,5 A ile sınırlar. Bu durumda, çıkış voltajı sıfır olacak ve tüm voltaj FET boyunca düşecektir. Bu nedenle, bir kısa devre durumunda, güç kaynağından tüketilen güç, bu örnekte iki katından fazla olmayacak, çoğu durumda oldukça kabul edilebilir ve güç kaynağı parçalarının "sağlığını" etkilemeyecektir.

Pirinç. 2

R1 direncinin direncini artırarak kısa devre akımını azaltabilirsiniz. Kısa devre akımı, maksimum yük akımının yaklaşık iki katı olacak şekilde bir direnç seçmek gerekir.
Bu koruma yöntemi özellikle yumuşatıcı RC filtreli güç kaynakları için uygundur - daha sonra filtre direnci yerine alan etkili transistör açılır (böyle bir örnek Şekil 3'te gösterilmiştir).
Kısa devre sırasında alan etkili transistör üzerinde doğrultulan voltajın tamamına yakını düştüğü için ışık veya ses sinyalizasyonu için kullanılabilir. Burada, örneğin, bir ışık sinyalini açmak için bir şema verilmiştir - Şekil 7. Yükle her şey yolunda olduğunda, yeşil LED HL2 yanar. Bu durumda, transistör üzerindeki voltaj düşüşü HL1 LED'ini ateşlemek için yeterli değildir. Ancak yükte kısa devre görülür görülmez HL2 LED'i söner, ancak HL1 kırmızı renkte yanıp söner.

Pirinç. 3

Direnç R2, yukarıdaki önerilere göre istenen kısa devre akımı sınırlamasına bağlı olarak seçilir.
Sesli sinyalizasyon cihazının bağlantı şeması şekil 2'de gösterilmiştir. 4. Ya dren ile transistörün kaynağı arasına ya da HL1 LED'i gibi tahliye ile kapı arasına bağlanabilir.
Sinyalleme cihazında yeterli voltaj göründüğünde, tek bağlantı transistörü VT2 üzerinde yapılan AF jeneratörü devreye girer ve BF1 kulaklığında bir ses duyulur.
Tek bağlantı transistörü KT117A-KT117G olabilir, telefon düşük dirençlidir (düşük güçlü dinamik bir kafa ile değiştirilebilir).

Pirinç. dört

Düşük akımlı yükler için, güç kaynağına bir KP302V alan etkili transistör üzerindeki bir kısa devre akımı sınırlayıcısının eklenebileceği eklenmelidir. Diğer bloklar için bir transistör seçerken, izin verilen gücü ve drenaj kaynağı voltajı dikkate alınmalıdır.
Tabii ki, bu tür otomasyon, yükteki kısa devrelere karşı koruması olmayan stabilize bir güç kaynağına da dahil edilebilir.

Bu, ağda kullanım için tasarlanmış küçük bir evrensel kısa devre koruma ünitesidir. Devrelerini yeniden kablolamadan çoğu güç kaynağına uyacak şekilde özel olarak tasarlanmıştır. Devre, bir mikro devrenin varlığına rağmen anlaşılması çok kolaydır. En iyi boyutta görmek için bilgisayarınıza kaydediniz.

Devreyi lehimlemek için ihtiyacınız olacak:

1. 1 - TL082 çift op amfi
2. 2 - 1n4148 diyot
3. 1 - tip122 NPN transistör
4. 1 - BC558 PNP transistör BC557, BC556
5. 1 - 2700 ohm direnç
6. 1 - 1000 ohm direnç
7. 1 - 10 kΩ direnç
8. 1 - 22 kΩ direnç
9. 1 - potansiyometre 10 kΩ
10. 1 - kapasitör 470 mikrofarad
11. 1 - kapasitör 1 mikrofarad
12. 1 - normalde kapalı anahtar
13. 1 - röle modeli T74 "G5LA-14"

Devreyi PSU'ya bağlama

Burada, güç kaynağının çıkışına seri olarak düşük değerli bir direnç bağlanır. İçinden akım geçmeye başlar başlamaz, küçük bir voltaj düşüşü olacak ve bu voltaj düşüşünü gücün aşırı yükten mi yoksa kısa devreden mi kaynaklandığını belirlemek için kullanacağız. Bu devrenin kalbinde, karşılaştırıcı olarak dahil edilen işlemsel bir amplifikatör (op-amp) bulunur.

• Evirmeyen çıkıştaki voltaj, evirici çıkıştaki voltajdan daha yüksekse, çıkış "yüksek" seviyeye ayarlanır.
• Evirmeyen çıkıştaki voltaj, evirici çıkıştaki voltajdan düşükse, çıkış "düşük" seviyeye ayarlanır.

Doğru, bunun geleneksel mikro devrelerin mantıksal 5 volt seviyesi ile ilgisi yok. Op amp "yüksek" olduğunda, çıkışı besleme voltajının pozitif potansiyeline çok yakın olacaktır, bu nedenle besleme +12 V ise "yüksek" +12 V'a yaklaşacaktır. Op amp "düşük" olduğunda ", çıkışı neredeyse besleme voltajının eksi değerinde olacak, bu nedenle 0 V'a yakın olacak.

Op amp'leri karşılaştırıcı olarak kullanırken, genellikle bu giriş sinyalini karşılaştırmak için bir giriş sinyaline ve bir referans voltajına sahibiz. Bu nedenle, içinden geçen akıma ve referans voltajına göre tanımlanan değişken voltajlı bir direncimiz var. Bu direnç devrenin en önemli parçasıdır. Çıkış gücüne seri bağlanır. Üzerinden aşırı yük akımı olduğunda yaklaşık 0,5~0,7 volt voltaj düşüşü olan bir direnç seçmeniz gerekir. Koruma devresi çalıştığında ve ona zarar gelmesini önlemek için güç çıkışını kapattığında bir aşırı yük akımı oluşur.

Ohm yasasını kullanarak bir direnç seçebilirsiniz. Belirlenecek ilk şey, güç kaynağının mevcut aşırı yüküdür. Bunu yapmak için, güç kaynağının izin verilen maksimum akımını bilmeniz gerekir.

Diyelim ki güç kaynağınız 3 amper verebiliyor (bu durumda güç kaynağının voltajı önemli değil). Böylece, P \u003d 0,6 V / 3 A. P \u003d 0,2 Ohm aldık. Yapmanız gereken bir sonraki şey, aşağıdaki formülü kullanarak bu direnç üzerindeki güç kaybını hesaplamaktır: P=V*I. Son örneğimizi kullanırsak, şunu elde ederiz: P = 0,6 V * 3 A. P = 1,8 W - 3 veya 5 W direnç fazlasıyla yeterli olacaktır.

Devreyi çalıştırmak için, 9 ila 15 V arasında olabilen bir voltaj uygulamanız gerekecektir. Kalibre etmek için op-amp'in ters çevirici girişine voltaj uygulayın ve potansiyometreyi çevirin. Bu voltaj, hangi tarafa çevirdiğinize bağlı olarak artacak veya azalacaktır. Değerin 0,6 voltluk giriş aşaması kazancına göre ayarlanması gerekir (amplifikatör aşamanız benimkine benziyorsa 2,2 ila 3 volt civarında bir şey). Bu prosedür biraz zaman alır ve kalibre etmenin en iyi yolu bilimsel dürtme yöntemidir. Potansiyometreyi daha yüksek bir voltaja ayarlamanız gerekebilir, böylece koruma yük piklerinde tetiklenmez. Proje dosyasını indirin.

Ağda yayınlanan araç aküleri için birçok şarj cihazı şeması arasında, otomatik şarj cihazları özel ilgiyi hak ediyor. Bu tür cihazlar, pillerin bakımında bir takım kolaylıklar yaratır. Otomatik şarj cihazlarına ayrılmış yayınlardan eserler not edilmelidir. Bu cihazlar sadece pil şarjı sağlamakla kalmaz, aynı zamanda eğitimlerini ve toparlanmalarını da gerçekleştirir.