Dispositivo di protezione per apparecchiature ad alta corrente. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Il dispositivo proposto è progettato per proteggere apparecchiature che consumano una corrente pulsata significativa da una sorgente di tensione CC (UMZCH, ricetrasmettitori, ecc.). Il dispositivo disconnette il carico in caso di eccessivo aumento o diminuzione della tensione di alimentazione. Le soglie di protezione possono essere regolate su un'ampia gamma. Le ridotte dimensioni del dispositivo ne consentono l'integrazione nel carico alimentato.

Quando le apparecchiature radio a bassa tensione ad alta potenza sono alimentate da sorgenti casuali non standard, comprese le batterie per auto, è molto importante proteggerle dall'inversione di polarità e da una tensione di alimentazione inaccettabile (troppo alta o bassa). Nel primo caso, puoi applicare il classico trucco: un fusibile e un potente diodo collegato dal catodo al positivo e dall'anodo al bus di alimentazione negativo. Per il secondo caso è stato sviluppato il dispositivo proposto, che è inserito nella linea di alimentazione del carico e può essere integrato nel carico. Lo schema del dispositivo è mostrato in fig. uno.

Il carico viene commutato da un potente transistor ad effetto di campo a canale p IRF4905 (VT1), controllato da due microcircuiti - stabilizzatori di tensione paralleli - KR142EN19 (DA1 e DA2), operanti in modalità comparatore. Se la tensione all'ingresso del microcircuito KR142EN19 è inferiore alla sua soglia di commutazione (2,5 V), il microcircuito è chiuso e consuma una corrente di circa 1 μA. Altrimenti, la corrente attraverso il microcircuito aumenta bruscamente (con una pendenza di circa 2 A / V), quindi è limitata da elementi esterni in modo che non superi i 100 mA. Sul chip DA1 viene assemblato un nodo che risponde a un aumento della tensione di alimentazione e su DA2 a una diminuzione. La caratteristica del dispositivo è mostrata in fig. 2.

Considerare un aumento graduale della tensione di alimentazione. Finché è inferiore a 10 V, entrambi i microcircuiti sono chiusi e la corrente attraverso il resistore R7 è piccola. La tensione ai capi di questo resistore non è sufficiente per aprire il transistor VT1, il carico è spento, il LED HL1 è spento. Quando la tensione di alimentazione sale a 10 V, la tensione all'ingresso di controllo del chip DA2 raggiungerà 2,5 V e il chip si aprirà. La corrente che lo attraversa aumenterà, la tensione attraverso il resistore R7 aumenterà e il transistor si aprirà e collegherà il carico. A causa della bassa resistenza del canale del transistor aperto VT1 (0,02 Ohm), la caduta di tensione su di esso sarà piccola e quasi tutta la tensione di ingresso viene fornita al carico. Il LED HL1 indica lo stato di accensione del carico. Quando la tensione di alimentazione raggiunge i 16 V, il chip DA 1 si apre, la tensione su di esso non supera i 2 V, per cui il chip DA 2 si chiude, anche il transistor VT1 si chiude e disconnette il carico. Il LED HL1 si spegnerà.

Con una diminuzione graduale della tensione di alimentazione, il carico verrà acceso a una tensione di 15 V e spento a 9 V. Pertanto, ciascuna soglia di commutazione ha un'isteresi, che aumenta l'affidabilità della commutazione ed elimina la commutazione multipla del carico quando una tensione di alimentazione instabile fluttua al livello di soglia. L'isteresi della soglia superiore viene eseguita utilizzando un feedback positivo attraverso il resistore R6, la soglia inferiore tramite il resistore R8. Le soglie di risposta sopra indicate possono essere modificate in un ampio intervallo: quella superiore - con un resistore di sintonizzazione R1, quella inferiore - R4. Aumentando la resistenza dei resistori R 6 si riduce l'isteresi della soglia superiore, R 8 - inferiore. Per ridurre l'effetto dell'interferenza, i condensatori C1 e C3 sono inclusi nel circuito di feedback negativo dei microcircuiti, ma va notato che riducono la velocità del dispositivo. Con una corrente di carico di 10 A, la caduta di tensione sul transistor aperto VT1 non supererà 0,2 V e la dissipazione di potenza non sarà superiore a 2 W, quindi il transistor può essere utilizzato senza dissipatore di calore. A 20 A, la dissipazione di potenza può raggiungere 8 W, quindi è necessario un piccolo dissipatore di calore o due transistor in parallelo. La tensione di alimentazione, tenendo conto delle ondulazioni, deve essere inferiore alla tensione massima consentita dei microcircuiti - 30 V.

Costruzione e dettagli

Transistor IRF 4905 (VT 1) - campo con canale p nel pacchetto TO-220 o IRF4905L nel pacchetto TO-262, puoi anche usare IRFU5305 nel pacchetto TO-251AA. Il chip KR142EN19 (DA1 e DA2) può essere sostituito da un analogo straniero TL 431 CLR. Tutti i condensatori - K10-17 o resistori fissi importati simili - R1-4, MLT, S2-33, tuning - SPZ-19. Per queste parti viene calcolata una tavola, il cui disegno è mostrato in Fig. 3. È realizzato in fibra di vetro su un lato.

Se è necessario ridurre le dimensioni complessive del dispositivo, è necessario utilizzare parti a montaggio superficiale: transistor VT 1 IRF 4905 S - nel pacchetto D 2-Pak o IRFR 5305 - nel pacchetto D - Pak, DA1 e microcircuiti DA2 TL431CD - nel pacchetto SOP -8, trimmer PVZ, resistori fissi e condensatori - dimensione 1206. Un disegno del circuito stampato per tali parti è mostrato in fig. 4, una fotografia della scheda montata - in fig. 5.

Il LED HL1 può applicare qualsiasi spettro di radiazione visibile a bassa potenza. La resistenza del resistore R 9 è scelta in modo tale che alla massima tensione di alimentazione del carico, la corrente attraverso il LED non superi il valore massimo consentito. Il LED HL1 e il resistore R9 sono installati all'esterno della scheda mediante montaggio a superficie. Questi elementi sono necessari solo se il carico non ha il proprio su indicazione.

Istituzione si riduce all'impostazione delle soglie di commutazione tagliando i resistori R1 e R4, i valori di isteresi richiesti vengono impostati selezionando i resistori R6 e R8.

Autore: I. Nechaev, Kursk; Pubblicazione: cxem.net

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