Jednotka ochrany proti zkratu. Napájecí zdroj s ochranou. Připojení obvodu k napájecímu zdroji
Nejzákladnější věcí pro jakýkoli design je tělo. Zde jsem měl štěstí na nefunkční ATX zdroj z počítače, kde bude budoucí zdroj umístěn.
Nechal jsem na zadní straně konektory pro síť 220V a místo chladiče jsem našrouboval běžnou zásuvku, protože na masu mých elektronických zařízení jich je vždy málo. Stručně řečeno, nebude to zbytečné.
Plošný spoj pro zdroj je jednoduchý a snadno vyrobitelný i pro začátečníky. V krajním případě můžete stopy vyříznout řezačkou než leptáním. Pro maximální proudovou ochranu - a to musí být součástí radioamatérského zdroje, jsem zvolil elektronický pojistkový obvod s indikací přetížení na LED.
Přední panel zdroje je z plastu, PCB nebo i překližky - kdo je bohatý na co. K němu budou připojeny číselníkové indikátory - voltmetr a ampérmetr (jak se později ukázalo, že je to mnohem lepší a pohodlnější než digitální indikace), regulátor napětí a tlačítka pro zapínání a přepínání ochranných režimů. Zvolil jsem 0,1 a 1A, ale proudový ochranný rezistor si můžete spočítat na libovolnou hodnotu.
Na předním panelu zdroje budou také dvě svorky pro připojení výstupních vodičů zdroje.
Ukázalo se, že už je něco podobného napájecímu zdroji. Vybíráme transformátor takový, aby se vešel do pouzdra. Pokud si jej tedy půjdete koupit do rádia, nejprve si změřte rozměry krabičky.
Tělo pokryjeme samolepicí fólií nebo natřeme lakem.
Zelená LED se rozsvítí po zapnutí napájení a červená LED signalizuje, že nadproudová ochrana sepnula.
Zde je napsáno, jak vypočítat bočník pro číselníkové indikátory. A abyste na stupnici umístili nové hodnoty voltů a ampérů, budete muset otevřít jejich pouzdra a opatrně nalepit kousky papíru s novými hodnotami na staré.
Je prezentován návrh ochrany pro jakýkoli typ napájecího zdroje. Tento ochranný obvod může spolupracovat s jakýmkoliv napájecím zdrojem - síťovým, spínacím a stejnosměrným akumulátorem. Schematické oddělení takové ochranné jednotky je poměrně jednoduché a skládá se z několika komponent.
Ochranný obvod napájení
Výkonová část - výkonný tranzistor s efektem pole - se při provozu nepřehřívá, nepotřebuje proto ani chladič. Obvod je zároveň ochranou proti výkonovému přetížení, přetížení a zkratu na výstupu, pracovní proud ochrany lze volit volbou odporu bočníkového rezistoru, v mém případě je proud 8 A, 6 rezistorů po 5 byly použity watty 0,1 Ohm zapojené paralelně. Bočník lze vyrobit i z rezistorů o výkonu 1-3 watty.
Ochranu lze přesněji nastavit volbou odporu trimovacího rezistoru. Ochranný obvod napájecího zdroje, regulátor proudového limitu Ochranný obvod napájecího zdroje, regulátor proudového limitu
~~~V případě zkratu a přetížení výstupu jednotky se ochrana okamžitě spustí a vypne zdroj napájení. LED indikátor bude indikovat, že ochrana byla spuštěna. I když se výstup na několik desítek sekund zkratuje, tranzistor s efektem pole zůstane studený
~~~Tranzistor s efektem pole není kritický; Ideální jsou klíče z řady IRFZ24, IRFZ40, IRFZ44, IRFZ46, IRFZ48 nebo výkonnější - IRF3205, IRL3705, IRL2505 a podobně.
~~~Tento obvod je také skvělý pro ochranu nabíječky pro autobaterie, pokud je polarita připojení náhle obrácena, ochrana v takových situacích nezachrání zařízení;
~~~Díky rychlému chodu ochrany ji lze s úspěchem použít pro impulsní obvody v případě zkratu bude ochrana fungovat rychleji, než stihnou vyhořet výkonové spínače spínaného zdroje. Obvod je vhodný i pro pulzní měniče, jako proudová ochrana. Pokud dojde k přetížení nebo zkratu v sekundárním obvodu měniče, výkonové tranzistory měniče okamžitě vyletí a taková ochrana tomu zabrání.
Komentáře
Ochrana proti zkratu, přepólování a přetížení jsou sestaveny na samostatné desce. Výkonový tranzistor byl použit v řadě IRFZ44, ale na přání jej lze vyměnit za výkonnější IRF3205 nebo za jakýkoli jiný výkonový spínač, který má podobné parametry. Můžete použít klíče z řady IRFZ24, IRFZ40, IRFZ46, IRFZ48 a další klíče s proudem větším než 20 A. Během provozu zůstává tranzistor s efektem pole ledový. proto nepotřebuje chladič.
Druhý tranzistor také není v mém případě kritický, byl použit vysokonapěťový bipolární tranzistor řady MJE13003, ale je zde velký výběr. Ochranný proud se volí na základě bočníkového odporu - v mém případě 6 rezistorů 0,1 Ohm paralelně, ochrana se spouští při zatížení 6-7 A. Můžete to přesněji nastavit otáčením proměnného rezistoru, takže jsem nastavil provozní proud kolem 5 Amps.
Výkon zdroje je poměrně slušný, výstupní proud dosahuje 6-7 Amps, což je docela dost na nabití autobaterie.
Vybral jsem bočníkové odpory o výkonu 5 wattů, ale možné jsou i 2-3 watty.
Pokud je vše provedeno správně, jednotka začne okamžitě pracovat, sepněte výstup, měla by se rozsvítit ochranná LED, která bude svítit tak dlouho, dokud budou výstupní vodiče v režimu zkratu.
Pokud vše funguje jak má, pokračujeme dále. Sestavení obvodu indikátoru.
Obvod je zkopírován z nabíječky šroubováku.Červený indikátor indikuje, že na výstupu napájecího zdroje je výstupní napětí, zelený indikátor ukazuje proces nabíjení. Při tomto uspořádání komponent bude zelená kontrolka postupně zhasínat a nakonec zhasne, když je napětí na baterii 12,2-12,4 V, když je baterie odpojena, kontrolka se nerozsvítí. 
Je prezentován návrh ochrany pro jakýkoli typ napájecího zdroje. Tento ochranný obvod může spolupracovat s jakýmkoliv napájecím zdrojem - síťovým, spínacím a stejnosměrným akumulátorem. Schematické oddělení takové ochranné jednotky je poměrně jednoduché a skládá se z několika komponent.
Ochranný obvod napájení
Výkonová část - výkonný tranzistor s efektem pole - se při provozu nepřehřívá, nepotřebuje proto ani chladič. Obvod je zároveň ochranou proti výkonovému přetížení, přetížení a zkratu na výstupu, pracovní proud ochrany lze volit volbou odporu bočníkového rezistoru, v mém případě je proud 8 A, 6 rezistorů po 5 byly použity watty 0,1 Ohm zapojené paralelně. Bočník lze vyrobit i z rezistorů o výkonu 1-3 watty.
Ochranu lze přesněji nastavit volbou odporu trimovacího rezistoru. Ochranný obvod napájecího zdroje, regulátor proudového limitu Ochranný obvod napájecího zdroje, regulátor proudového limitu
~~~V případě zkratu a přetížení výstupu jednotky se ochrana okamžitě spustí a vypne zdroj napájení. LED indikátor bude indikovat, že ochrana byla spuštěna. I když se výstup na několik desítek sekund zkratuje, tranzistor s efektem pole zůstane studený
~~~Tranzistor s efektem pole není kritický; Ideální jsou klíče z řady IRFZ24, IRFZ40, IRFZ44, IRFZ46, IRFZ48 nebo výkonnější - IRF3205, IRL3705, IRL2505 a podobně.
~~~Tento obvod je také skvělý pro ochranu nabíječky pro autobaterie, pokud je polarita připojení náhle obrácena, ochrana v takových situacích nezachrání zařízení;
~~~Díky rychlému chodu ochrany ji lze s úspěchem použít pro impulsní obvody v případě zkratu bude ochrana fungovat rychleji, než stihnou vyhořet výkonové spínače spínaného zdroje. Obvod je vhodný i pro pulzní měniče, jako proudová ochrana. Pokud dojde k přetížení nebo zkratu v sekundárním obvodu měniče, výkonové tranzistory měniče okamžitě vyletí a taková ochrana tomu zabrání.
Komentáře
Ochrana proti zkratu, přepólování a přetížení jsou sestaveny na samostatné desce. Výkonový tranzistor byl použit v řadě IRFZ44, ale na přání jej lze vyměnit za výkonnější IRF3205 nebo za jakýkoli jiný výkonový spínač, který má podobné parametry. Můžete použít klíče z řady IRFZ24, IRFZ40, IRFZ46, IRFZ48 a další klíče s proudem větším než 20 A. Během provozu zůstává tranzistor s efektem pole ledový. proto nepotřebuje chladič.
Druhý tranzistor také není v mém případě kritický, byl použit vysokonapěťový bipolární tranzistor řady MJE13003, ale je zde velký výběr. Ochranný proud se volí na základě bočníkového odporu - v mém případě 6 rezistorů 0,1 Ohm paralelně, ochrana se spouští při zatížení 6-7 A. Můžete to přesněji nastavit otáčením proměnného rezistoru, takže jsem nastavil provozní proud kolem 5 Amps.
Výkon zdroje je poměrně slušný, výstupní proud dosahuje 6-7 Amps, což je docela dost na nabití autobaterie.
Vybral jsem bočníkové odpory o výkonu 5 wattů, ale možné jsou i 2-3 watty.
Pokud je vše provedeno správně, jednotka začne okamžitě pracovat, sepněte výstup, měla by se rozsvítit ochranná LED, která bude svítit tak dlouho, dokud budou výstupní vodiče v režimu zkratu.
Pokud vše funguje jak má, pokračujeme dále. Sestavení obvodu indikátoru.
Obvod je zkopírován z nabíječky šroubováku.Červený indikátor indikuje, že na výstupu napájecího zdroje je výstupní napětí, zelený indikátor ukazuje proces nabíjení. Při tomto uspořádání komponent bude zelená kontrolka postupně zhasínat a nakonec zhasne, když je napětí na baterii 12,2-12,4 V, když je baterie odpojena, kontrolka se nerozsvítí.
Schéma zapojení tranzistoru ke zdroji je na obr. 1 a proudově napěťové charakteristiky tranzistoru pro různé odpory rezistoru R1 jsou na obr. 2. Obr. Takto funguje ochrana. Pokud je odpor rezistoru nulový (tj. zdroj je připojen k hradlu) a zátěž spotřebovává proud asi 0,25 A, pak úbytek napětí na tranzistoru s efektem pole nepřesáhne 1,5 V a prakticky všechny usměrněného napětí bude napříč zátěží. Když se v zátěžovém obvodu objeví zkrat, proud přes usměrňovač prudce vzroste a při absenci tranzistoru může dosáhnout několika ampérů. Tranzistor omezuje zkratový proud na 0,45...0,5 A, bez ohledu na úbytek napětí na něm. V tomto případě bude výstupní napětí nulové a veškeré napětí na tranzistoru s efektem pole klesne. V případě zkratu se tedy výkon spotřebovaný ze zdroje energie v tomto příkladu zvýší nejvýše dvakrát, což je ve většině případů zcela přijatelné a neovlivní „zdraví“ částí napájecího zdroje.
Rýže. 2
Zkratový proud lze snížit zvýšením odporu rezistoru R1. Je nutné zvolit odpor tak, aby zkratový proud byl přibližně dvojnásobkem maximálního zatěžovacího proudu.
Tento typ ochrany je vhodný zejména pro zdroje s vyhlazovacím RC filtrem - tehdy se místo filtračního rezistoru sepne tranzistor s efektem pole (takový příklad je na obr. 3).
Protože při zkratu téměř veškeré usměrněné napětí poklesne na tranzistoru s efektem pole, lze jej použít pro světelnou nebo zvukovou signalizaci. Zde je například schéma zapnutí světelného alarmu - obr. 7. Když je vše v pořádku se zátěží, rozsvítí se zelená LED HL2. V tomto případě úbytek napětí na tranzistoru nestačí k rozsvícení LED HL1. Jakmile se ale v zátěži objeví zkrat, LED HL2 zhasne, ale červená HL1 bliká.
Rýže. 3
Rezistor R2 se volí v závislosti na požadovaném omezení zkratového proudu podle výše uvedených doporučení.
Schéma zapojení zvukového alarmu je na obr. 4. Může být zapojen buď mezi kolektor a zdroj tranzistoru, nebo mezi kolektor a hradlo, jako HL1 LED.
Když se na signalizačním zařízení objeví dostatečné napětí, spustí se generátor AF, vyrobený na unijunkčním tranzistoru VT2, a ve sluchátku BF1 se ozve zvuk.
Unijunkční tranzistor může být KT117A-KT117G, telefon může být nízkoimpedanční (lze nahradit nízkovýkonovou dynamickou hlavou).
Rýže. 4
Zbývá dodat, že pro slaboproudé zátěže lze do zdroje vložit omezovač zkratového proudu pomocí polem řízeného tranzistoru KP302V. Při výběru tranzistoru pro jiné bloky byste měli vzít v úvahu jeho přípustný výkon a napětí zdroje kolektoru.
Takovou automatizaci lze samozřejmě zavést i do stabilizovaného zdroje, který nemá ochranu proti zkratu v zátěži.
Tento obvod je jednoduchý tranzistorový napájecí zdroj vybavený ochranou proti zkratu (zkratu). Jeho schéma je znázorněno na obrázku.
Hlavní parametry:
- Výstupní napětí - 0..12V;
- Maximální výstupní proud je 400 mA.
Schéma funguje následovně. Vstupní napětí sítě 220V je převedeno transformátorem na 16-17V, následně usměrněno diodami VD1-VD4. Filtrování usměrněného zvlnění napětí se provádí kondenzátorem C1. Dále je usměrněné napětí přiváděno na zenerovu diodu VD6, která stabilizuje napětí na jejích svorkách na 12V. Zbytek napětí je zhášen rezistorem R2. Dále je napětí upraveno proměnným rezistorem R3 na požadovanou úroveň v rozmezí 0-12V. Následuje proudový zesilovač na tranzistorech VT2 a VT3, který zesílí proud na úroveň 400 mA. Zátěž proudového zesilovače je rezistor R5. Kondenzátor C2 navíc filtruje zvlnění výstupního napětí.
Takto funguje ochrana. Při absenci zkratu na výstupu je napětí na svorkách VT1 blízké nule a tranzistor je uzavřen. Obvod R1-VD5 poskytuje ve své základně předpětí na úrovni 0,4-0,7 V (pokles napětí na otevřeném p-n přechodu diody). Toto předpětí stačí k otevření tranzistoru při určité úrovni napětí kolektor-emitor. Jakmile dojde ke zkratu na výstupu, napětí kolektor-emitor se změní od nuly a rovná se napětí na výstupu jednotky. Tranzistor VT1 se otevře a odpor jeho kolektorového přechodu se blíží nule, a tedy na zenerově diodě. Do proudového zesilovače je tedy přiváděno nulové vstupní napětí přes tranzistory VT2, VT3 a nedojde k jejich selhání. Po odstranění zkratu se ochrana okamžitě vypne.
Podrobnosti
Transformátor může být jakýkoli s plochou průřezu jádra 4 cm 2 nebo více. Primární vinutí obsahuje 2200 závitů drátu PEV-0,18, sekundární vinutí obsahuje 150-170 závitů drátu PEV-0,45. Poslouží i hotový frame scan transformátor ze starých elektronkových televizorů řady TVK110L2 nebo podobných. Diody VD1-VD4 mohou být D302-D305, D229Zh-D229L nebo libovolné s proudem alespoň 1 A a zpětným napětím alespoň 55 V. Tranzistory VT1, VT2 mohou být libovolné nízkofrekvenční nízkopříkonové, např. , MP39-MP42. Můžete také použít modernější křemíkové tranzistory, například KT361, KT203, KT209, KT503, KT3107 a další. Jako VT3 - germanium P213-P215 nebo modernější křemíkové vysokovýkonné nízkofrekvenční KT814, KT816, KT818 a další. Při výměně VT1 se může ukázat, že ochrana proti zkratu nefunguje. Pak byste měli připojit další diodu (nebo dvě, pokud je to nutné) do série s VD5. Pokud je VT1 vyroben z křemíku, je lepší použít křemíkové diody, například KD209(A-B).
Na závěr stojí za zmínku, že místo p-n-p tranzistorů uvedených v diagramu lze použít n-p-n tranzistorů s podobnými parametry (nikoli místo kteréhokoli z VT1-VT3, ale místo všech). Poté budete muset změnit polaritu diod, zenerovy diody, kondenzátorů a diodového můstku. Na výstupu se proto polarita napětí bude lišit.
Seznam radioprvků
| Označení | Typ | Označení | Množství | Poznámka | Prodejna | Můj poznámkový blok |
|---|---|---|---|---|---|---|
| VT1, VT2 | Bipolární tranzistor | MP42B | 2 | MP39-MP42, KT361, KT203, KT209, KT503, KT3107 | Do poznámkového bloku | |
| VT3 | Bipolární tranzistor | P213B | 1 | P213-P215, KT814, KT816, KT818 | Do poznámkového bloku | |
| VD1-VD4 | Dioda | D242B | 4 | D302-D305, D229Zh-D229L | Do poznámkového bloku | |
| VD5 | Dioda | KD226B | 1 | Do poznámkového bloku | ||
| VD6 | Zenerova dioda | D814D | 1 | Do poznámkového bloku | ||
| C1 | 2000 µF, 25 V | 1 | Do poznámkového bloku | |||
| C2 | Elektrolytický kondenzátor | 500 uF. 25 V | 1 | Do poznámkového bloku | ||
| R1 | Rezistor | 10 kOhm | 1 | Do poznámkového bloku | ||
| R2 | Rezistor | 360 ohmů | 1 | Do poznámkového bloku | ||
| R3 | Variabilní odpor | 4,7 kOhm | 1 | Do poznámkového bloku | ||
| R4, R5 | Rezistor |
