Меню

Стабилизатор напряжения как защита от кз

Стабилизатор напряжения с двойной защитой

Предлагаемый стабилизатор имеет раздельную защиту от перегрузки по току и КЗ. При КЗ на выходе стабилизатора срабатывает узел защиты на VT3 (рис.1). При перегрузке по току срабатывает защита на VS1 и К1.


Рис.1. Схема стабилизатора напряжения

Узел электронной защиты срабатывает, когда ток нагрузки создает на резисторе R6 падение напряжения, достаточное для открывания тиристора VS1, т.е. когда разность напряжений между управляющим электродом и катодом тиристора достигает приблизительно 1 В. Возникающий при этом отрицательный импульс напряжения через диод VD3 поступает на базу транзистора VT3 и практически закрывает его, а следовательно, и регулирующий транзистор VT1. Одновременно диод VD3 защищает транзистор VT3 от попадания на его базу положительного напряжения из анодной цепи тиристора.

Однако электронная система защиты все же не предохраняет полностью транзистор VT1 от теплового пробоя остаточным током, особенно если транзистор уже был разогрет в процессе работы, или продолжительное время не нажимали кнопку SB1.

Для предотвращения теплового пробоя транзистора VT1 и служит электромагнитная система защиты, срабатывающая через несколько миллисекунд (зависит от используемого реле К1) после того, как тиристор VS1 откроется. Тогда срабатывает реле К1. Его контакты К1.1 замыкают базу VT3 на минусовый проводник источника питания, а контакты К1.2 включают светодиод HL2 — сигнализатор действия защиты. После устранения причины перегрузки достаточно кратковременно нажать кнопку SB1, чтобы восстановить прежний режим работы блока питания, не отключая устройство от сети.

На вход стабилизатора подается от выпрямителя постоянное напряжение 40 В. Выходное стабилизированное напряжение от 3 В до 30 В устанавливается резистором R2. Максимальный ток нагрузки — 2 А. Ток нагрузки контролируют головкой РА1, переключив SA1.

Детали стабилизатора смонтированы на плате из фольгированного стеклотекстолита (рис. 2 и 3) и на лицевой панели корпуса блока питания. Регулирующий транзистор VT1 установлен на теплоотводе. Транзистор КТ825А можно заменить на КТ825Б, Г; КТ818В, Г, ВМ, ГМ; КТ814Г — на КТ814В, Б; КТ816Б, В, Г; КТ315В — на КТ315Г, Д, Е.


Рис.2. Печатная плата — сторона печатных проводников


Рис.3. Печатная плата — сторона монтажа

Тиристор КУ202К заменяется на КУ201В. КУ201Л, КУ202В. КУ202Н. Вместо диода Д220А (VD2) подойдут Д219, Д220, Д223, КД102, КД103 с любыми буквенными индексами, а вместо диода КД105Б (VD3, VD4, VD5) — КД106А или любой другой кремниевый с прямым током до 300 мА и обратным напряжением не менее 50 В.

Переменный резистор R2 — любого типа с характеристикой А. Реле К1 — РЭС48А (паспорт РС4.590.206) или другое с двумя группами переключающих контактов, срабатывающее при напряжении не более 30 В.

Резистор R6 выполнен в виде нескольких витков константанового, нихромового или манганинового провода, намотанного на корпус резистора МЛТ-1. Его сопротивление определяется значением тока срабатывания, что, в свою очередь, зависит от напряжения на управляющем электроде тиристора, при котором он открывается. Так, например, если за максимальный ток срабатывания защиты принять 2 А, а тиристор открывается при напряжении на управляющем электроде около 1 В, сопротивление резистора R6 должно быть (по закону Ома) близко к 0,5 Ом. Возможно применение резисторов типа С5-16 соответствующей мощности.

Более точно сопротивление резистора подгоняют под выбранный предел срабатывания защиты в таком порядке. К выходу стабилизатора подключают соединенные последовательно амперметр и проволочный переменный резистор сопротивлением 25. 30 Ом. На вход стабилизатора подают соответствующее напряжение от выпрямителя, и резистором R2 устанавливают на выходе напряжение 10. 15 В. Затем переменным резистором, выполняющим функцию эквивалента нагрузки, устанавливают по амперметру ток, равный 2 А, и подбором сопротивления резистора R6 добиваются срабатывания системы защиты.

В радиолюбительской практике нередки обстоятельства когда от перегрузки токами меньшего значения, например, 50 или 100 мА, защищать приходится не только сам стабилизатор напряжения, но и питающееся от него устройство. При этом желательно иметь ступенчатую систему защиты, выполненную, например, по схеме, приведенной на рис.4. Здесь резистор R6.1 первой ступени, рассчитанный на минимальный ток защиты 50 мА, включен в стабилизатор постоянно, а параллельно ему переключателем SA2 подключают резисторы R6.2. R6.5 четырех других ступеней: 100 мА, 500 мА, 1 А и 2 А.


Рис.4. Ступенчатая система защиты

Указанные на схеме сопротивления резисторов — ориентировочные. Точнее их можно рассчитать, лишь зная напряжение открывания тиристора, работающего в стабилизаторе. Измерить это напряжение можно так. Движок переменного резистора R2 установите в крайнее нижнее (по схеме) положение и подключите к нему управляющий электрод тиристора, отпаяв его от правого (по схеме) вывода резистора R6.1. Затем включите питание и медленно увеличивайте резистором R2 напряжение на управляющем электроде тиристора. В момент открывания тиристора, о чем просигнализирует светодиод, измерьте вольтметром это напряжение.

Резисторы R6.2. R6.5 монтируются непосредственно на контактах переключателя SA2. Резисторы RS1 и R12 подбираются конкретно под имеющийся измерительный прибор.

  1. О.Лукьянчиков. Стабилизатор напряжения с двойной защитой от КЗ в нагрузке. — Радио, 1986, N9, С.56.
  2. А.Бизер. Защитные устройства блоков питания. — Радио, 1977, N2, С.47.
  3. Ю.Тимлин. Сдвоенный двухполярный блок питания. — В помощь радиолюбителю, вып. 71. — М.: ДОСААФ, 1980
  4. В.Борисов. Стабилизированный блок питания. — Радио, 1979, N6, С.54.
Читайте также:  Стабилизатор с повышенным выходным напряжением

Источник

Устройства защиты стабилизаторов напряжения (5 схем, 24В, 0-27В)

Схемы устройств для защиты от перегрузки стабилизированного выпрямителя при коротком замыкании или по другой причине.

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 защитного устройства.

Простое защитное устройство

Защитное устройство, входящее в стабилизатор блока питания, схема которого показана на рис. 1, обладает высоким быстродействием и хорошей «релейностью», т. е. малым влиянием на характеристики блока врабочем режиме и надежным закрыванием регулирующего транзистора V2 в режиме перегрузки. Защитное устройство состоит из тринистора V3, диодов V6, V7 и резисторов R2 и R3.

Рис. 1. Схема простого защитного устройства по линии питания +24В.

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 тиристор 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 с защитой для блока питания

Стабилизатор блока питания, схема которого изображена на рис. 2 может быть защищен от перегрузок и коротких замыканий нагрузки добавлением всего двух элементов — тиристора V3 и резистора R5.

Рис. 2. Принципиальная схема стабилизатора для блока питания с защитой (0-27В).

Защитное устройство срабатывает, когда ток нагрузки превысит пороговое значение, определяемое сопротивлением резистора R5. В этот момент падение напряжения на резисторе R5 достигает напряжения открывания тиристора 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, КТ801Б. Транзистор V2 можно заменить на КТ803А, КТ805А, КТ805Б, П702, П702А.

Стабилизатор с установкой порогового тока для защиты

Защитное устройство, изображенное на рис. 3, собрано на транзисторах V1 и V2 (в его состав входят также резисторы R1—R4, стабилитрон V3, переключатель S1 и лампа накаливания H1).

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.

Рис. 3. Принципиальная схема стабилизатора с установкой порогового тока для защиты.

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 Н1 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 X 40 X 4 мм. Налаживание электронного предохранителя сводится к подбору резисторов R1—R3 по требуемому току срабатывания.

Электронно-механическое устройство защиты от перенагрузки

Электронно-механическое устройство защиты, схема которого изображена на рис. 4, 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.

Читайте также:  Ces 2016 стабилизаторы feiyu

Рис. 4. Электронно-механическое устройство защиты, принципиальная схема.

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.

Защита от перенагрузки по току с использованием динисторного оптрона

В защитном устройстве, схема которого изображена на рис. 5, используют динисторный оптрон V6, что повышает быстродействие защиты. При токе нагрузки, меньшем порогового, электронный ключ на транзисторах V1—V3 открыт, индикаторная лампа H1 горит, а оптрон выключен (светодиод не горит, фототиристор закрыт).

Рис. 5. Схема защиты от перенагрузки по току с использованием динисторного оптрона.

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 C1. 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.

Источник: Борноволоков Э. П., Фролов В. В. — Радиолюбительские схемы.

Источник

Стабилизатор напряжения как защита от кз

ДОбрый день.
Есть стабилизатор, собранный по нижепреведенной схеме. Как в нем можно реализовать защиту от КЗ?
Теперь подробнее. Есть импульсный блок питания на 25В 10А. Хочется после него поставить регулятор напряжения, чтоб использовать как лабараторный блок питания. Был сделан такой регулятор. ЗАщита от КЗ есть в самом ИБП, ну и мне думалось, что стабилитрон ZD1 тоже является защитой. Но в реальности после КЗ после регулятора транзистор пробился. При этом импульсник в защиту ушел. Когда причина была устранена, импульсник снова подал напряжение, но после пробитого транзистора я получил все 25 вольт на нагрузку, ну и как следствие нагрузка тоже не выдержала.
Теперь мне хочется сделать защиту от КЗ и превышения тока выше 7-8 Ампер. Как можно ее реализовать для такого блока?

UPD В идеале придумать регулируемый стабилизатор или ограничитель тока
UPD2 Действительно забыл схему вставить

Последний раз редактировалось rfa06 Чт апр 09, 2015 19:57:13, всего редактировалось 1 раз.

Друг Кота

Карма: 39
Рейтинг сообщений: 576
Зарегистрирован: Вс янв 24, 2010 13:14:02
Сообщений: 4456
Откуда: Омск
Рейтинг сообщения: 0

JLCPCB, всего $2 за прототип печатной платы! Цвет — любой!

Зарегистрируйтесь и получите два купона по 5$ каждый:https://jlcpcb.com/cwc

Встал на лапы

Карма: 2
Рейтинг сообщений: -1
Зарегистрирован: Ср июл 01, 2009 12:01:15
Сообщений: 139
Рейтинг сообщения: 0

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Друг Кота

Карма: 134
Рейтинг сообщений: 5437
Зарегистрирован: Чт июн 04, 2009 21:06:49
Сообщений: 30199
Откуда: г.Мариинск
Рейтинг сообщения: 0
Медали: 1

_________________
Хоть оптика и увеличивает изображения но, глядя через оптический прицел, все проблемы мельчают.

Рассмотрим особенности, характеристики и технологии проектирования продукции RECOM: AC/DC-преобразователи для установки на плату и для внешнего монтажа, изолированные DC/DC-преобразователи, импульсные регуляторы и силовые модули, а также средства отладки для поддержки разработчиков и ускорения выхода разработок на рынок.

Поставщик валерьянки для Кота

Карма: 7
Рейтинг сообщений: 205
Зарегистрирован: Сб май 07, 2011 17:52:59
Сообщений: 2208
Рейтинг сообщения: 0

_________________
Вы не знаете в какой концлагерь нас везут? Не. не знаю. я политикой не интересуюсь.

Достижения компании Infineon в области силовых полупроводниковых приборов на основе кремния и карбида кремния позволяют создавать бортовые зарядные устройства с высокими значениями удельной мощности и КПД, предназначенные для электромобилей и гибридных автомобилей. В статье рассмотрены типовые схемы узлов бортовых зарядных устройств, а также приведены рекомендации по выбору элементной базы производства Infineon, которые могут быть использованы при их разработке.

Читайте также:  Ресанта 10000 стабилизатор принцип работы
Встал на лапы

Карма: 2
Рейтинг сообщений: -1
Зарегистрирован: Ср июл 01, 2009 12:01:15
Сообщений: 139
Рейтинг сообщения: 0

2Телекот:
НУ не совсем так. 175 Вт при падении полном. А так этот стаб ниже 5В не дает, то есть 140.
У меня пробилось при 12ВНо если вы говорите, что достаточно поставить батарею полевиков, то я попробую штуки три. и КЗ при 20В. Если выдержит, то уже лучше.

Но все таки хотелось бы ограничитель тока, А лучше регулятор.

Модератор

Карма: 113
Рейтинг сообщений: 1049
Зарегистрирован: Пн дек 08, 2008 19:28:04
Сообщений: 21267
Откуда: 10км от Москвы на Север
Рейтинг сообщения: 0

ДОбрый день.
Есть стабилизатор, собранный по нижепреведенной схеме. Как в нем можно реализовать защиту от КЗ?
Теперь подробнее. Есть импульсный блок питания на 25В 10А. Хочется после него поставить регулятор напряжения, чтоб использовать как лабараторный блок питания. Был сделан такой регулятор. ЗАщита от КЗ есть в самом ИБП, ну и мне думалось, что стабилитрон ZD1 тоже является защитой. Но в реальности после КЗ после регулятора транзистор пробился. При этом импульсник в защиту ушел. Когда причина была устранена, импульсник снова подал напряжение, но после пробитого транзистора я получил все 25 вольт на нагрузку, ну и как следствие нагрузка тоже не выдержала.
Теперь мне хочется сделать защиту от КЗ и превышения тока выше 7-8 Ампер. Как можно ее реализовать для такого блока?

UPD В идеале придумать регулируемый стабилизатор или ограничитель тока
UPD2 Действительно забыл схему вставить

Друг Кота

Карма: 134
Рейтинг сообщений: 5437
Зарегистрирован: Чт июн 04, 2009 21:06:49
Сообщений: 30199
Откуда: г.Мариинск
Рейтинг сообщения: 0
Медали: 1

_________________
Хоть оптика и увеличивает изображения но, глядя через оптический прицел, все проблемы мельчают.

Держит паяльник хвостом

Карма: 5
Рейтинг сообщений: 250
Зарегистрирован: Пн май 10, 2010 22:54:05
Сообщений: 960
Откуда: Киев
Рейтинг сообщения: 0

Модератор

Карма: 113
Рейтинг сообщений: 1049
Зарегистрирован: Пн дек 08, 2008 19:28:04
Сообщений: 21267
Откуда: 10км от Москвы на Север
Рейтинг сообщения: 0

Триггерную защиту проще всего сделать на оптроне:
download/file.php?mode=view&id=213383

Но можно и на транзисторах .
download/file.php?mode=view&id=213384

Вложения:
2,1.gif [25.44 KiB]
Скачиваний: 2545
2.gif [14.01 KiB]
Скачиваний: 2305

_________________
Отче наш, Отец небесный, я принимаю Веру Твою, она есть мой путь
http://www.youtube.com/watch?v=aaEkPnf_A1s
http://www.youtube.com/watch?v=gFKAR8nM . creen&NR=1

Вернуться наверх

Встал на лапы

Карма: 2
Рейтинг сообщений: -1
Зарегистрирован: Ср июл 01, 2009 12:01:15
Сообщений: 139
Рейтинг сообщения: 0

Друг Кота

Карма: 134
Рейтинг сообщений: 5437
Зарегистрирован: Чт июн 04, 2009 21:06:49
Сообщений: 30199
Откуда: г.Мариинск
Рейтинг сообщения: 0
Медали: 1

_________________
Хоть оптика и увеличивает изображения но, глядя через оптический прицел, все проблемы мельчают.

Модератор

Карма: 113
Рейтинг сообщений: 1049
Зарегистрирован: Пн дек 08, 2008 19:28:04
Сообщений: 21267
Откуда: 10км от Москвы на Север
Рейтинг сообщения: 0

Оптрон симисторный, поэтому защита получается триггерной.
Если установить диодный или транзисторный оптрон, то получится «стабилизатор тока» .

Встал на лапы

Карма: 2
Рейтинг сообщений: -1
Зарегистрирован: Ср июл 01, 2009 12:01:15
Сообщений: 139
Рейтинг сообщения: 0

Поставщик валерьянки для Кота

Карма: 80
Рейтинг сообщений: 440
Зарегистрирован: Чт дек 27, 2012 20:46:09
Сообщений: 2024
Откуда: Болгария, г. Лом
Рейтинг сообщения: 0

_________________
Лом — ето город в Болгарии, а не инструмент юстировки електроники.

Модератор

Карма: 113
Рейтинг сообщений: 1049
Зарегистрирован: Пн дек 08, 2008 19:28:04
Сообщений: 21267
Откуда: 10км от Москвы на Север
Рейтинг сообщения: 0

Встал на лапы

Карма: 2
Рейтинг сообщений: -1
Зарегистрирован: Ср июл 01, 2009 12:01:15
Сообщений: 139
Рейтинг сообщения: 0

Друг Кота

Карма: 134
Рейтинг сообщений: 5437
Зарегистрирован: Чт июн 04, 2009 21:06:49
Сообщений: 30199
Откуда: г.Мариинск
Рейтинг сообщения: 0
Медали: 1

_________________
Хоть оптика и увеличивает изображения но, глядя через оптический прицел, все проблемы мельчают.

Встал на лапы

Карма: 2
Рейтинг сообщений: -1
Зарегистрирован: Ср июл 01, 2009 12:01:15
Сообщений: 139
Рейтинг сообщения: 0

использую вместо кт3102 bc547. Ни в протеусе ни в железе не регулируется. резистор-датчик тока на 1 Ом. Нагрузка лампочка автомобильная на 24В

UPD В протеусе вроде зараболо при замене резистора на 10 Ом

Друг Кота

Карма: 134
Рейтинг сообщений: 5437
Зарегистрирован: Чт июн 04, 2009 21:06:49
Сообщений: 30199
Откуда: г.Мариинск
Рейтинг сообщения: 0
Медали: 1

Вложения:
00.JPG [114.52 KiB]
Скачиваний: 3817

_________________
Хоть оптика и увеличивает изображения но, глядя через оптический прицел, все проблемы мельчают.

Вернуться наверх

Страница 1 из 3 [ Сообщений: 44 ] На страницу 1 , 2 , 3 След.

Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: LarryFlint, Starichok51 и гости: 262

Источник