Электронные предохранители и ограничители постоянного и переменного тока
При работе стабилизатора ток нагрузки проходит через датчик тока R1, создавая на нем падение напряжения. Пока ток небольшой (при указанной на схеме величине этого резистора не более 0.3 А), транзистор VT1 закрыт. По мере роста тока потребления и, соответственно, увеличения напряжения на резисторе, транзистор приближается к порогу открывания. Когда напряжение между базой и эмиттером транзистора VT1 достигнет 0.7 В, он открывается и при дальнейшем росте тока переходит в состояние насыщения. При открывании транзистора выпрямленное напряжение поступает на акустический сигнализатор и приводит его в действие.
Звуковой сигнализатор перегрузки на транзисторе VT1 может быть встроен в любой другой источник питания.
Электронный предохранитель для цепей постоянного тока и, одновременно, стабилизатор напряжения [5.5] может быть выполнен по схеме, показанной на рис. 5.7. На первых двух транзисторах (VT1 и VT2) собран стабилизатор напряжения по традиционной схеме, однако параллельно стабилитрону VD1 включен релейный каскад на транзисторах VT3 – VT5 с дат-сом тока на резисторе Rx. При увеличении сверх заданной схемы тока в нагрузке этот каскад сработает и зашунтирует стабилитрон. Напряжение на выходе стабилизатора упадет до незначительной величины.
Рис. 5.7. Схема электронного предохранителя – стабилизатора напряжения постоянного тока
Для разблокировки схемы защиты достаточно кратковременно нажать кнопку SB1.
Использование автоматических выключателей нагрузки позволяет предотвратить разряд элементов питания или защитить источник питания от перегрузки. Выполнять функции таймера и схематически отключать нагрузку при коротком замыкании позволяет устройство по схеме на рис. 5.8 [5.6].
Автовыключатель нагрузки работает следующим образом, кратковременном нажатии кнопки SB1 конденсатор С1 заряжается от источника питания через резистор R1. Одновременно срабатывает ключ (ключи) /ШО/7-коммутатора (DA1), обеспечивая тем самым включение мощного транзистора VT1. Если выключатель SA1 разомкнут, устройство работает по схеме ера. Конденсатор С1 разряжается через цепочку включенных параллельно ему резисторов R3 и R2. Когда конденсатор С1 садится, устройство самостоятельно отключится от источника питания и отключит нагрузку.
При замкнутом переключателе SA1 таймер не работает. 7-коммутатор блокируется подачей на управляющий вход (входы) напряжения высокого уровня через диод VD2 и резисторы R4, R5. Схема защиты источника питания от короткого замыкания в нагрузке выполнена на транзисторе VT2 и работает следующим образом. При работе устройства в нормальном режиме транзистор VT2 закрыт и не влияет на функционирование других элементов схемы. При коротком замыкании в нагрузке ток через диод VD2 не протекает, транзистор VT2 оказывается подключенным к конденсатору С1, на его базу поступает отпирающее смещение через резисторы R5 и R6. Конденсатор С1 разряжается, и происходит отключение устройства. Резистор R4 ограничивает начальный бросок тока при разряде конденсатора С1.
Рис. 5.8. Схема автовыключателя нагрузки – таймера
При суммарном сопротивлении резисторов R2 и R3 100 кОм таймер обеспечивает выдержку в 1 сек, при суммарном сопротивлении 200 кОм – 2 сек, 300 кОм – 3 сек и т.д. до 33 сек. Увеличить время выдержки на один-два порядка можно увеличением номиналов R2, R3 и С1.