Схемата на свързване на транзистора към захранването е показана на фиг. 1, а характеристиките на напрежението на транзистора за различни съпротивления на резистора R1 са показани на фиг. 2. Ето как работи защитата. Ако съпротивлението на резистора е нула (т.е. източникът е свързан към портата) и товарът консумира ток от около 0,25 A, тогава спадът на напрежението в транзистора с полеви ефекти не надвишава 1,5 V и практически всички от изправеното напрежение ще бъде върху товара. Когато се появи късо съединение в веригата на натоварване, токът през токоизправителя се увеличава рязко и при липса на транзистор може да достигне няколко ампера. Транзисторът ограничава тока на късо съединение до 0,45...0,5 A, независимо от спада на напрежението върху него. В този случай изходното напрежение ще стане нула и цялото напрежение ще падне през транзистора с полеви ефекти. По този начин, в случай на късо съединение, консумираната мощност от източника на захранване ще се увеличи в този пример с не повече от два пъти, което в повечето случаи е напълно приемливо и няма да повлияе на „здравето“ на захранващите части.
Ориз. 2
Токът на късо съединение може да бъде намален чрез увеличаване на съпротивлението на резистора R1. Необходимо е да изберете такъв резистор, че токът на късо съединение да е приблизително два пъти по-голям от максималния ток на натоварване.
Този тип защита е особено удобен за захранвания с изглаждащ RC филтър - тогава вместо филтърния резистор се включва полевият транзистор (такъв пример е показан на фиг. 3).
Тъй като по време на късо съединение почти цялото изправено напрежение пада през полевия транзистор, той може да се използва за светлинна или звукова сигнализация. Ето например схема за включване на светлинна аларма - фиг.7. Когато всичко е наред с товара, зеленият светодиод HL2 светва. В този случай спадът на напрежението на транзистора не е достатъчен, за да светне светодиодът HL1. Но веднага щом се появи късо съединение в товара, светодиодът HL2 изгасва, но червеният HL1 мига.
Ориз. 3
Резисторът R2 се избира в зависимост от желаното ограничение на тока на късо съединение съгласно препоръките, направени по-горе.
Схемата за свързване на звуковата аларма е показана на фиг. 4. Може да се свърже или между дрейна и сорс на транзистора, или между дрейна и гейта, като HL1 LED.
Когато на сигналното устройство се появи достатъчно напрежение, генераторът на AF, направен на еднопреходен транзистор VT2, влиза в действие и в слушалките BF1 се чува звук.
Еднопреходният транзистор може да бъде KT117A-KT117G, телефонът може да бъде с нисък импеданс (може да бъде заменен с динамична глава с ниска мощност).
Ориз. 4
Остава да добавим, че за товари с нисък ток в захранването може да се постави ограничител на тока на късо съединение, използващ транзистор с полеви ефекти KP302V. Когато избирате транзистор за други блокове, трябва да вземете предвид неговата допустима мощност и напрежението на изтичане-източник.
Разбира се, такава автоматизация може да се въведе и в стабилизирано захранване, което няма защита от късо съединение в товара.
Най-простата защита от късо съединение е подходяща както за опитни, така и за начинаещи радиолюбители, тъй като никой не е имунизиран от грешки. Тази статия предоставя проста, но много оригинална диаграма, която ще ви помогне да защитите устройството си от нежелан отказ. Самовъзстановяващият се предпазител изключва веригата, а светодиодите сигнализират за авария, бързо, надеждно и лесно.
Верига за защита от късо съединение:
Веригата, показана на фигура 1, е много лесна за настройка защита за захранване на любителско радио или друга верига.
Фигура № 1 – Схема за защита от късо съединение. Работа на веригата за защита от късо съединение:
Схемата е много проста и разбираема. Тъй като токът протича по пътя на най-малко съпротивление, докато предпазителят FU1 е непокътнат, изходният товар Rн (Фигура № 2) е свързан и през него протича ток. В този случай светодиодът VD4 свети постоянно (за предпочитане зелен).
Фигура № 2 - Работа на веригата с пълен предпазител Ако токът на натоварване надвишава максимално допустимия ток за предпазителя, той се задейства, като по този начин прекъсва (прескача) веригата на натоварване, Фигура № 3. В този случай LED VD3 светва (червено) и VD4 изгасва. В този случай нито вашият товар, нито веригата страдат (разбира се, при условие че предпазителят се задейства своевременно).
Фигура № 3 – Предпазителят е задействал Диоди VD1, VD5 и ценеров диод VD2 защитават светодиодите от обратни токове. Резисторите R1, R2 ограничават тока в защитната верига. За предпазител FU1 препоръчвам да използвате самовъзстановяващ се предпазител. И вие избирате стойностите на всички елементи на веригата в зависимост от вашите нужди.
Представен е дизайн на защита за всеки тип захранване. Тази защитна верига може да работи заедно с всяко захранване - мрежово, импулсно и DC батерии. Схематичното отделяне на такъв защитен блок е относително просто и се състои от няколко компонента.
Верига за защита на захранването
Захранващата част - мощен транзистор с полеви ефекти - не прегрява по време на работа, следователно не се нуждае и от радиатор. Веригата е в същото време защита срещу претоварване на мощността, претоварване и късо съединение на изхода, токът на работа на защитата може да бъде избран чрез избор на съпротивление на шунтовия резистор, в моя случай токът е 8 ампера, 6 резистора по 5 използвани са вата 0,1 Ohm, свързани паралелно. Шунтът може да бъде направен и от резистори с мощност 1-3 вата.
Защитата може да се регулира по-точно чрез избиране на съпротивлението на тримиращия резистор. Верига за защита на захранването, регулатор на ограничение на тока. Верига на защита на захранването, регулатор на ограничение на тока
~~~В случай на късо съединение и претоварване на изхода на уреда, защитата незабавно ще се задейства, изключвайки източника на захранване. LED индикатор ще покаже, че защитата е задействана. Дори ако изходът е накъсо за няколко десетки секунди, полевият транзистор остава студен
~~~Транзисторът с полеви ефекти не е критичен; всички превключватели с ток от 15-20 ампера или по-висок и работно напрежение от 20-60 волта са подходящи. Идеални са ключове от линията IRFZ24, IRFZ40, IRFZ44, IRFZ46, IRFZ48 или по-мощни - IRF3205, IRL3705, IRL2505 и други подобни.
~~~Тази схема също е чудесна за защита на зарядно устройство за автомобилни акумулатори; ако полярността на връзката внезапно се обърне, нищо лошо няма да се случи на зарядното устройство; защитата ще спаси устройството в такива ситуации.
~~~Благодарение на бързата работа на защитата, тя може успешно да се използва за импулсни вериги; в случай на късо съединение защитата ще работи по-бързо, отколкото силовите превключватели на импулсното захранване имат време да изгорят. Схемата е подходяща и за импулсни инвертори, като токова защита. Ако има претоварване или късо съединение във вторичната верига на инвертора, силовите транзистори на инвертора незабавно излитат и такава защита ще предотврати това да се случи.
Коментари
Защита от късо съединение, обръщане на полярността и претоварване се сглобяват на отделна платка. Силовият транзистор е използван в серията IRFZ44, но при желание може да бъде заменен с по-мощен IRF3205 или с друг превключвател на захранването с подобни параметри. Можете да използвате ключове от линията IRFZ24, IRFZ40, IRFZ46, IRFZ48 и други ключове с ток над 20 ампера. По време на работа полевият транзистор остава леден. следователно не се нуждае от радиатор.
Вторият транзистор също не е критичен, в моя случай беше използван биполярен транзистор с високо напрежение от серията MJE13003, но има голям избор. Защитният ток се избира въз основа на съпротивлението на шунт - в моя случай, 6 резистора 0,1 Ohm в паралел, защитата се задейства при натоварване от 6-7 ампера. Можете да го настроите по-точно, като завъртите променливия резистор, така че настроих работния ток на около 5 ампера.
Мощността на захранването е доста прилична, изходният ток достига 6-7 ампера, което е напълно достатъчно за зареждане на автомобилна батерия.
Избрах шунтиращи резистори с мощност 5 вата, но може и 2-3 вата.
Ако всичко е направено правилно, устройството започва да работи веднага, затворете изхода, трябва да светне светодиодът за защита, който ще свети, докато изходните проводници са в режим на късо съединение.
Ако всичко работи както трябва, тогава продължаваме по-нататък. Сглобяване на индикаторната верига.
Веригата е копирана от зарядно за акумулаторна отвертка.Червеният индикатор показва, че има изходно напрежение на изхода на захранването, зеленият индикатор показва процеса на зареждане. При това разположение на компонентите зеленият индикатор постепенно ще изгасне и накрая ще изгасне, когато напрежението на батерията е 12,2-12,4 волта; когато батерията е изключена, индикаторът няма да свети. 
Съвременните транзистори с превключване на захранването имат много ниски съпротивления дрейн-източник, когато са включени, което осигурява нисък спад на напрежението, когато големи токове преминават през тази структура. Това обстоятелство позволява използването на такива транзистори в електронни предпазители.
Например, транзисторът IRL2505 има съпротивление дрейн-източник, с напрежение източник-гейт от 10V, само 0,008 ома. При ток от 10А на кристала на такъв транзистор ще се освободи мощност P=I²R; P = 10 10 0,008 = 0,8 W. Това предполага, че при даден ток транзисторът може да бъде инсталиран без използване на радиатор. Въпреки че винаги се опитвам да инсталирам поне малки радиатори. В много случаи това ви позволява да защитите транзистора от термична повреда в аварийни ситуации. Този транзистор се използва в защитната верига, описана в статията "". Ако е необходимо, можете да използвате повърхностно монтирани радиоелементи и да направите устройството под формата на малък модул. Диаграмата на устройството е показана на фигура 1. Тя е изчислена за ток до 4A.
Схема на електронни предпазители
В тази схема транзистор с полеви ефекти с p канал IRF4905 се използва като ключ, имащ отворено съпротивление от 0,02 Ohm, с напрежение на затвора = 10V.
По принцип тази стойност също ограничава минималното захранващо напрежение на тази верига. С ток на изтичане от 10A, той ще генерира мощност от 2 W, което ще доведе до необходимостта от инсталиране на малък радиатор. Максималното напрежение порта-източник на този транзистор е 20 V, следователно, за да се предотврати разрушаването на структурата порта-източник, във веригата се въвежда ценеров диод VD1, който може да се използва като всеки ценеров диод със стабилизиращо напрежение от 12 волта. Ако напрежението на входа на веригата е по-малко от 20V, тогава ценеровият диод може да бъде премахнат от веригата. Ако инсталирате ценеров диод, може да се наложи да регулирате стойността на резистора R8. R8 = (Upit - Ust)/Ist; Където Upit е напрежението на входа на веригата, Ust е стабилизиращото напрежение на ценеровия диод, Ist е токът на ценеровия диод. Например, Upit = 35V, Ust = 12V, Ist = 0,005A. R8 = (35-12)/0,005 = 4600 ома.
Преобразувател ток-напрежение
Резистор R2 се използва като датчик за ток във веригата, за да се намали мощността, освободена от този резистор; неговата стойност е избрана да бъде само една стотна от ома. При използване на SMD елементи може да бъде съставен от 10 резистора по 0,1 Ohm, размер 1206, с мощност 0,25 W. Използването на токов сензор с такова ниско съпротивление доведе до използването на усилвател на сигнала от този сензор. Операционният усилвател DA1.1 на микросхемата LM358N се използва като усилвател.
Коефициентът на усилване на този усилвател е равен на (R3 + R4)/R1 = 100. По този начин, при датчик за ток със съпротивление от 0,01 Ohm, коефициентът на преобразуване на този преобразувател на ток-напрежение е равен на единица, т.е. Един ампер ток на натоварване е равен на напрежение от 1 V на изход 7 DA1.1. Можете да регулирате Kus с резистор R3. С посочените стойности на резисторите R5 и R6, максималният защитен ток може да се настрои в рамките на .... Сега да преброим. R5 + R6 = 1 + 10 = 11kOhm. Нека намерим тока, протичащ през този делител: I = U/R = 5A/11000Ohm = 0,00045A. Следователно максималното напрежение, което може да бъде зададено на пин 2 на DA1, ще бъде равно на U = I x R = 0,00045A x 10000 Ohm = 4,5 V. По този начин максималният защитен ток ще бъде приблизително 4,5A.
Сравнител на напрежението
На втория операционен усилвател е монтиран компаратор на напрежение, който е част от тази MS. Инвертиращият вход на този компаратор се захранва с референтно напрежение, регулирано от резистор R6 от стабилизатор DA2. Неинвертиращият вход 3 на DA1.2 се захранва с усилено напрежение от токовия датчик. Натоварването на компаратора е последователна верига, светодиод на оптрона и резистор за регулиране на демпфирането R7. Резисторът R7 задава тока, преминаващ през тази верига, около 15 mA.
Работа по веригата
Схемата работи по следния начин. Например, при ток на натоварване от 3A, напрежение от 0,01 x 3 = 0,03V ще бъде освободено на сензора за ток. Изходът на усилвателя DA1.1 ще има напрежение, равно на 0.03V x 100 = 3V. Ако в този случай на вход 2 на DA1.2 има референтно напрежение, зададено от резистор R6, по-малко от три волта, тогава на изхода на компаратора 1 ще се появи напрежение, близко до захранващото напрежение на операционния усилвател, т.е. пет волта. В резултат на това светодиодът на оптрона ще светне. Тиристорът на оптрона ще отвори и ще свърже портата на полевия транзистор с неговия източник. Транзисторът ще се изключи и ще изключи товара. Можете да върнете веригата в първоначалното й състояние с бутона SB1 или като изключите и включите отново захранването.
Почти всеки начинаещ радиолюбител в началото на своето творчество се стреми да проектира мрежово захранване, за да го използва впоследствие за захранване на различни експериментални устройства. И разбира се, бих искал това захранване да „разкаже“ за опасността от повреда на отделни компоненти поради грешки при инсталиране или неизправности.
Днес има много схеми, включително такива с индикация за късо съединение на изхода. В повечето случаи такъв индикатор обикновено е лампа с нажежаема жичка, свързана към прекъсвача на товара. Но чрез такова включване ние увеличаваме входното съпротивление на източника на захранване или, по-просто, ограничаваме тока, което в повечето случаи, разбира се, е приемливо, но изобщо не е желателно.
Веригата, показана на фиг. 1, не само сигнализира за късо съединение, без изобщо да засяга изходния импеданс на устройството, но също така автоматично изключва товара, когато изходът е късо. В допълнение, LED HL1 напомня, че устройството е включено в контакта, а HL2 светва, когато предпазител FU1 изгори, което показва необходимостта от смяна.
Електрическа схема на домашно захранване със защита от късо съединение
Помислете за работата на домашно захранване. Променливото напрежение, отстранено от вторичната намотка T1, се коригира от диоди VD1...VD4, сглобени в мостова верига. Кондензаторите C1 и C2 предотвратяват проникването на високочестотни смущения в мрежата, а оксидният кондензатор C3 изглажда вълните на напрежението, подавани към входа на компенсационния стабилизатор, сглобен на VD6, VT2, VT3 и осигуряващ стабилно изходно напрежение от 9 V.
Стабилизационното напрежение може да бъде променено чрез избиране на ценерови диод VD6, например с KS156A ще бъде 5 V, с D814A - 6 V, с DV14B - V V, с DV14G -10 V, с DV14D -12 V. Ако желаете, изходното напрежение може да бъде направено регулируемо, За да направите това, променлив резистор със съпротивление от 3-5 kOhm е свързан между анода и катода VD6, а основата VT2 е свързана към двигателя на този резистор.
Нека разгледаме работата на защитното устройство на захранването. Устройството за защита от късо съединение в товара се състои от германиев pnp транзистор VT1, електромагнитно реле K1, резистор R3 и диод VD5. Последният в този случай служи като стабистор, който поддържа постоянно напрежение от около 0,6 - 0,7 V на базата на VT1 спрямо общото.
При нормален режим на работа на стабилизатора транзисторът на защитния блок е надеждно затворен, тъй като напрежението в основата му спрямо емитера е отрицателно. Когато възникне късо съединение, излъчвателят на VT1, подобно на излъчвателя на регулиращия VT3, е свързан към общия отрицателен проводник на токоизправителя.
С други думи, напрежението в основата му спрямо емитера става положително, в резултат на което VT1 се отваря, K1 се задейства и изключва товара с контактите си и светодиодът HL3 светва. След елиминиране на късото съединение напрежението на отклонение на емитерния преход VT1 отново става отрицателно и се затваря, релето K1 се изключва, свързвайки товара към изхода на стабилизатора.
Части за изработка на захранване.Всяко електромагнитно реле с възможно най-ниско работно напрежение. Във всеки случай трябва да бъде изпълнено едно задължително условие: вторичната намотка T1 трябва да произвежда напрежение, равно на сумата от напреженията на стабилизиране и реакция на релето, т.е. ако стабилизиращото напрежение, както в този случай, е 9 V, а U на релето е 6 V, тогава вторичната намотка трябва да има най-малко 15 V, но да не надвишава допустимата стойност на колектора-емитер на използвания транзистор. Авторът използва TVK-110L2 като T1 на прототипа. Печатната платка на устройството е показана на фиг.2.
Платка за захранване
