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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Protezione dell'alimentatore contro il corto circuito. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Alimentatori Per alimentare le strutture assemblate, i radioamatori utilizzano spesso i blocchi più semplici, costituiti da un trasformatore step-down e un raddrizzatore con condensatore di filtro. E, naturalmente, in tali blocchi non c'è protezione contro il cortocircuito (cortocircuito) nel carico, anche se a volte porta al guasto del raddrizzatore e persino del trasformatore. Non è sempre conveniente utilizzare un fusibile in tali alimentatori come elemento di protezione e, inoltre, la sua velocità è bassa. Una delle opzioni per risolvere il problema della protezione da cortocircuito è collegare un transistor ad effetto di campo di media potenza con un canale integrato in serie con il carico. Il fatto è che sulla caratteristica corrente-tensione di un tale transistor esiste una sezione in cui la corrente di drain non dipende dalla tensione tra drain e source. Pertanto, in questa sezione, il transistor funziona come stabilizzatore di corrente (limitatore). Lo schema di collegamento del transistor all'alimentazione è mostrato in Fig. 1 e le caratteristiche corrente-tensione del transistor per varie resistenze del resistore R1 sono mostrate in Fig. 2.
Ecco come funziona la protezione. Se la resistenza del resistore è zero (ovvero, la sorgente è collegata al gate) e il carico assorbe una corrente di circa 0,25 A, la caduta di tensione attraverso il transistor ad effetto di campo non supera 1,5 V e praticamente tutta la tensione raddrizzata sarà sul carico. Quando compare un cortocircuito nel circuito di carico, la corrente attraverso il raddrizzatore aumenta bruscamente e, in assenza di un transistor, può raggiungere diversi ampere. Il transistor limita la corrente di cortocircuito a 0,45...0,5 A, indipendentemente dalla caduta di tensione ai suoi capi. In questo caso, la tensione di uscita diventerà zero e l'intera tensione scenderà attraverso il FET. Pertanto, in caso di cortocircuito, la potenza consumata dalla fonte di alimentazione non sarà più del doppio in questo esempio, il che nella maggior parte dei casi è abbastanza accettabile e non influirà sulla "salute" delle parti dell'alimentatore. È possibile ridurre la corrente di cortocircuito aumentando la resistenza del resistore R1. È necessario scegliere un resistore tale che la corrente di cortocircuito sia circa il doppio della corrente di carico massima. Questo metodo di protezione è particolarmente conveniente per gli alimentatori con un filtro RC livellante, quindi il transistor ad effetto di campo viene attivato invece del resistore del filtro (un tale esempio è mostrato in Fig. 3).
Poiché quasi tutta la tensione rettificata cade sul transistor ad effetto di campo durante un cortocircuito, può essere utilizzata per segnalazioni luminose o sonore. Ecco, ad esempio, uno schema per l'accensione di un segnale luminoso - Fig. 7. Quando tutto è in ordine con il carico, il LED verde HL2 è acceso. In questo caso, la caduta di tensione attraverso il transistor non è sufficiente per accendere il LED HL1. Ma non appena si verifica un cortocircuito nel carico, il LED HL2 si spegne, ma HL1 lampeggia in rosso. Il resistore R2 viene selezionato in base alla limitazione della corrente di cortocircuito desiderata secondo le raccomandazioni di cui sopra. Lo schema di collegamento del segnalatore acustico è riportato in fig. 4. Può essere collegato sia tra drain e source del transistor, sia tra drain e gate, come il LED HL1.
Quando appare una tensione sufficiente sul dispositivo di segnalazione, il generatore AF, realizzato su un transistor unigiunzione VT2, entra in azione e si sente un suono nella cuffia BF1. Il transistor unigiunzione può essere KT117A-KT117G, il telefono è a bassa resistenza (può essere sostituito con una testina dinamica a bassa potenza). Resta da aggiungere che per carichi a bassa corrente è possibile introdurre nell'alimentatore un limitatore di corrente di cortocircuito su un transistor ad effetto di campo KP302V. Quando si sceglie un transistor per altri blocchi, è necessario tenere conto della sua potenza consentita e della tensione di drain-source. Naturalmente, tale automazione può essere introdotta anche in un alimentatore stabilizzato che non ha protezione contro i cortocircuiti nel carico.
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