В схемах защиты источников вторичного электропитания от перегрузок по току и коротких замыканий на выходе, как правило, применяются транзисторные или тиристорные бесконтактные выключатели или ограничители тока, совмещаемые с основными функциональными узлами. После устранения токовой перегрузки для вторичного источника питающее напряжение подается на него вручную или автоматически.
В качестве типовой схемы рассмотрим бесконтактное защитное устройство, ограничивающее ток короткого замыкания или перегрузки без разрыва токовых цепей и автоматически возвращающееся в рабочее состояние при устранении аварийного режима (рис. 7.6). Эта схема обладает достаточным быстродействием, обеспечивая сохранность потребителя, источника и полупроводниковых приборов.
Исполнительный орган состоит из транзистора Т и резистора R3. При перегрузке транзистор закрывается за счет падения напряжения на резисторе R2, который выполняет роль датчика тока. При закрывании транзистора Т ток нагрузки в схеме ограничивается резистором R3. В рабочем состоянии открытый транзистор шунтирует резистор R3. Для надежного запирания Т при токе перегрузки I'н необходимо выполнение условия
К'перIнR2 > Uпр , где К'пер= I'н/Iн – коэффициент ограничения тока при перегрузке.
В этом случае сопротивление резистора R2 должно удовлетворять неравенству
Сопротивление резистора R3 выбирается из условия
Рисунок 7.7
Где R'н – сопротивление потребителя при перегрузке.
Обычно R2 <<R3, поэтому
На рис. 7.7а,б приведены две упрощенные схемы стабилизаторов напряжения постоянного тока с непрерывным регулированием, в которых используются схемы защиты с автоматическим подзапиранием регулирующего транзистора при перегрузке по току (защитное устройство выделено на рисунке пунктиром). Обе схемы защиты состоят из транзистора Т, сопротивлений делителя R1, R2 и датчика тока R3. В нормальном режиме падения напряжения на R3 меньше, чем на сопротивлении делителя R2, транзистор Т закрыт и не влияет на работу стабилизатора.
При увеличении тока свыше напряжения уставки, регулируемого с помощью резистора R2, падение напряжений на R3 увеличивается и вызывает переход транзистора Т в область усиления. Увеличение коллекторного тока транзистора Т приводит к уменьшению базового тока составного транзистора, падение напряжения на нем увеличивается, а ток нагрузки уменьшается. После устранения перегрузки схема автоматически возвращается к своему обычному рабочему состоянию.
Недостаток схемы на рис. 7.7а заключается в отсутствии общего провода между входом и выходом стабилизатора. Общим недостатком этих схем является снижение к. п. д. вторичного источника из-за потерь мощности в датчике тока. Для уменьшения этих потерь сопротивление резистора датчика выбирают возможно меньшим, однако в этом случае требуется повышение чувствительности исполнительного органа защиты (вместо одного транзистора используются различные схемы транзисторных реле с одним или двумя устойчивыми состояниями).
Рассмотренные схемы защиты применяются в полупроводниковых стабилизаторах, выходное напряжение которых меньше предельно допустимого напряжения коллектор – эмиттер регулирующего транзистора, так как в аварийном режиме выходное напряжение практически полностью прикладывается к этому транзистору.
Рисунок 7.8
Рисунок 7.9
В стабилизированных источниках вторичного электропитания с централизованным стабилизатором напряжения и несколькими выходными цепями различной мощности возникновение перегрузки по току в одной из них может не обеспечить требуемого возрастания тока через датчик, включенный в общий провод питания, и схема защиты не сработает. В этом случае схема защиты должна иметь датчики тока в каждой из выходных цепей источника. Схему защиты можно выполнить и по принципу совпадения потенциалов (рис. 7.8). Данная схема состоит из каскада совпадения потенциалов (диоды Д1-Д6, резисторы R1-R6), электронного ключа (транзисторы Т1, Т2, стабилитрон Д7 и реле Р1) и инерционного звена (R11, C1).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.