دوائر حماية إمدادات الطاقة. حماية ماس كهربائى على الترانزستور ذو التأثير الميداني. إضافة الواقعية إلى النظام الأمني

قوة إشارة جيدة

عندما نقوم بالتشغيل، لا تصل جهود الخرج على الفور إلى القيمة المطلوبة، ولكن بعد حوالي 0.02 ثانية، ولمنع إمداد مكونات الكمبيوتر بجهد منخفض، هناك إشارة خاصة"الطاقة الجيدة"، تسمى أيضًا أحيانًا "PWR_OK" أو ببساطة "PG"، والتي يتم تطبيقها عندما تصل الفولتية عند مخرجات +12V و+5V و+3.3V إلى النطاق الصحيح. لتزويد هذه الإشارة، يتم تخصيص خط خاص على موصل الطاقة ATX المتصل بـ (رقم 8، سلك رمادي).

مستهلك آخر لهذه الإشارة هو دائرة حماية الجهد المنخفض (UVP) داخل مصدر الطاقة، والتي سيتم مناقشتها لاحقًا - إذا كانت نشطة منذ لحظة تشغيلها على مصدر الطاقة، فلن تسمح ببساطة بتشغيل الكمبيوتر ، قم بإيقاف تشغيل مصدر الطاقة على الفور، حيث من الواضح أن الفولتية ستكون أقل من الاسمية. لذلك، يتم تشغيل هذه الدائرة فقط عند تطبيق إشارة الطاقة الجيدة.

يتم توفير هذه الإشارة عن طريق دائرة مراقبة أو وحدة تحكم PWM (تعديل عرض النبض المستخدم في جميع مصادر طاقة التحويل الحديثة، ولهذا السبب حصلوا على اسمهم، الاختصار الإنجليزي هو PWM، المألوف في المبردات الحديثة - للتحكم في سرعة دورانهم المقدمة إلى لهم يتم تعديل التيار بطريقة مماثلة.)

مخطط توصيل إشارة جيد للطاقة وفقًا لمواصفات ATX12V.
VAC هو الجهد المتردد الوارد، PS_ON# هي إشارة "التشغيل"، والتي يتم إرسالها عند الضغط على زر الطاقة الموجود على وحدة النظام. "O/P" هو اختصار لـ "نقطة التشغيل"، أي. قيمة العمل. وPWR_OK هي إشارة الطاقة الجيدة. T1 أقل من 500 مللي ثانية، T2 بين 0.1 مللي ثانية و 20 مللي ثانية، T3 بين 100 مللي ثانية و 500 مللي ثانية، T4 أقل من أو يساوي 10 مللي ثانية، T5 أكبر من أو يساوي 16 مللي ثانية و T6 أكبر من أو يساوي 1 مللي ثانية.

حماية من الجهد المنخفض والجهد الزائد (UVP/OVP)

يتم تنفيذ الحماية في كلتا الحالتين باستخدام نفس الدائرة التي تراقب جهد الخرج +12V و+5V و3.3V وتقوم بإيقاف تشغيل مصدر الطاقة إذا كان أحدهما أعلى (OVP - حماية من الجهد الزائد) أو أقل (UVP - حماية من انخفاض الجهد) ) قيمة معينة، والتي تسمى أيضًا "نقطة الزناد". هذه هي أنواع الحماية الرئيسية الموجودة حاليًا في جميع الأجهزة تقريبًا؛ علاوة على ذلك، يتطلب معيار ATX12V OVP.

هناك مشكلة صغيرة تتمثل في أن كلا من OVP وUVP يتم تكوينهما عادةً بنقاط تشغيل بعيدة جدًا عن قيمة الجهد الاسمي وفي حالة OVP، يعد هذا تطابقًا مباشرًا مع معيار ATX12V:

أولئك. يمكنك إنشاء مصدر طاقة بنقطة تشغيل OVP تبلغ +12 فولت عند 15.6 فولت، أو +5 فولت عند 7 فولت وسيظل متوافقًا مع معيار ATX12V.

سيؤدي هذا، على سبيل المثال، إلى إنتاج 15 فولت بدلاً من 12 فولت لفترة طويلة دون تفعيل الحماية، مما قد يؤدي إلى فشل مكونات الكمبيوتر.

من ناحية أخرى، ينص معيار ATX12V بوضوح على أن جهود الخرج يجب ألا تنحرف أكثر من 5% عن القيمة الاسمية، ولكن يمكن تكوين OVP بواسطة الشركة المصنعة لمصدر الطاقة للعمل بانحراف قدره 30% على طول +12V و+ خطوط 3.3 فولت و 40% - على طول خط +5 فولت.

يقوم المصنعون بتحديد قيم نقاط الزناد باستخدام شريحة مراقبة أو أخرى أو وحدة تحكم PWM، لأن قيم هذه النقاط يتم تحديدها بدقة من خلال مواصفات شريحة معينة.

على سبيل المثال، لنأخذ شريحة المراقبة PS223 الشهيرة، والتي يتم استخدامها في بعض الأجهزة التي لا تزال معروضة في السوق. تحتوي هذه الشريحة على نقاط التشغيل التالية لوضعي OVP وUVP:

توفر الرقائق الأخرى مجموعة مختلفة من نقاط الزناد.

ومرة أخرى نذكرك بمدى البعد عن قيم الجهد العادية التي يتم تكوينها عادة OVP وUVP. لكي يعملوا، يجب أن يكون مصدر الطاقة في وضع صعب للغاية. من الناحية العملية، تفشل مصادر الطاقة الرخيصة التي لا تحتوي على أنواع أخرى من الحماية إلى جانب OVP/UVP قبل تشغيل OVP/UVP.

حماية التيار الزائد (OCP)

في حالة هذه التكنولوجيا (الاختصار الإنجليزي OCP هو أكثر من الحاليالحماية) هناك قضية واحدة ينبغي النظر فيها بمزيد من التفصيل. وفقًا للمعيار الدولي IEC 60950-1، لا يجب أن يحمل أي موصل واحد في أجهزة الكمبيوتر أكثر من 240 فولت أمبير، كما هو الحال مع العاصمةيعطي 240 واط. تتضمن مواصفات ATX12V متطلبات حماية التيار الزائد في جميع الدوائر. في حالة دائرة 12 فولت الأكثر تحميلًا، نحصل على تيار أقصى مسموح به يبلغ 20 أمبير. وبطبيعة الحال، فإن مثل هذا القيد لا يسمح بإنتاج مصدر طاقة بقوة أكثر من 300 واط، ومن أجل التغلب عليه، بدأت دائرة الإخراج +12 فولت في الانقسام إلى خطين أو أكثر، كل منها لديه دائرة حماية التيار الزائد الخاصة بها. وفقًا لذلك، يتم تقسيم جميع منافذ إمداد الطاقة التي تحتوي على وصلات +12 فولت إلى عدة مجموعات وفقًا لعدد الخطوط، وفي بعض الحالات يتم ترميزها بالألوان من أجل توزيع الحمل بشكل مناسب عبر الخطوط.

ومع ذلك، في العديد من مصادر الطاقة الرخيصة التي تحتوي على خطين +12 فولت، يتم عمليًا استخدام دائرة حماية تيار واحدة فقط، وجميع أسلاك +12 فولت بالداخل متصلة بمخرج واحد. من أجل تنفيذ التشغيل المناسب لمثل هذه الدائرة، لا يتم تشغيل حماية الحمل الحالي عند 20 أمبير، ولكن على سبيل المثال، 40 أمبير، ويتم تحقيق الحد الأقصى للتيار على سلك واحد من خلال حقيقة أنه في النظام الحقيقي يتم دائمًا توزيع حمل +12 فولت على العديد من المستهلكين وحتى على عدد أكبر من الأسلاك.

علاوة على ذلك، في بعض الأحيان يمكنك معرفة ما إذا كانت وحدة إمداد طاقة معينة تستخدم حماية تيار منفصلة لكل خط +12 فولت فقط عن طريق تفكيكها والنظر في عدد وتوصيل التحويلات المستخدمة لقياس التيار (في بعض الحالات، قد يكون عدد التحويلات يتجاوز عدد الخطوط، حيث يمكن استخدام تحويلات متعددة لقياس التيار على خط واحد).

نقطة أخرى مثيرة للاهتمام هي أنه، على النقيض من الحماية من الجهد الزائد/الجهد المنخفض، يتم تنظيم مستوى التيار المسموح به من قبل الشركة المصنعة لإمدادات الطاقة عن طريق لحام مقاومات ذات قيمة أو أخرى بمخرجات دائرة التحكم الدقيقة. وفي مصادر الطاقة الرخيصة، على الرغم من متطلبات معيار ATX12V، لا يمكن تثبيت هذه الحماية إلا على خطوط +3.3V و+5V، أو غائبة تمامًا.

حماية من درجة الحرارة الزائدة (OTP)

كما يوحي اسمها (OTP - الحماية من درجة الحرارة الزائدة)، تعمل الحماية من الحرارة الزائدة على إيقاف تشغيل مصدر الطاقة إذا وصلت درجة الحرارة داخل العلبة إلى قيمة معينة. ليست كل مصادر الطاقة مجهزة بها.

في مصادر الطاقة، قد ترى الثرمستور متصلًا بالمشتت الحراري (على الرغم من أنه في بعض مصادر الطاقة قد يكون ملحومًا مباشرة بلوحة الدائرة المطبوعة). يتم توصيل هذا الثرمستور بدائرة التحكم في سرعة المروحة ولا يستخدم للحماية من الحرارة الزائدة. في مصادر الطاقة المجهزة بحماية من الحرارة الزائدة، عادةً ما يتم استخدام اثنين من الثرمستورات - أحدهما للتحكم في المروحة والآخر للحماية فعليًا من الحرارة الزائدة.

حماية ماس كهربائى (SCP)

من المحتمل أن تكون حماية الدائرة القصيرة (SCP) هي الأقدم بين هذه التقنيات لأنه من السهل جدًا تنفيذها باستخدام اثنين من الترانزستورات، دون استخدام شريحة مراقبة. هذه الحماية موجودة بالضرورة في أي مصدر طاقة ويتم إيقاف تشغيلها في حالة حدوث ماس كهربائي في أي من دوائر الخرج، وذلك لتجنب نشوب حريق محتمل.

الدائرة المتكاملة (IC) KR142EN12A هي استقرار قابل للتعديلنوع تعويض الجهد في غلاف KT-28-2، والذي يسمح لك بتشغيل الأجهزة بتيار يصل إلى 1.5 أمبير في نطاق الجهد 1.2...37 فولت. يتمتع هذا المثبت المتكامل بحماية تيار مستقرة حرارياً وحماية ماس كهربائى للإخراج .

استنادًا إلى KR142EN12A IC، يمكنك البناء كتلة قابلة للتعديلمصدر الطاقة ، تظهر دائرته (بدون محول وجسر ديود). الصورة 2. يتم توفير جهد الدخل المصحح من جسر الصمام الثنائي إلى المكثف C1. يجب وضع الترانزستور VT2 والرقاقة DA1 على الرادياتير.

شفة بالوعة الحرارةيتم توصيل DA1 كهربائيًا بالمنفذ 2، لذلك إذا كان DAT والترانزستور VD2 موجودين على نفس المبدد الحراري، فيجب عزلهما عن بعضهما البعض.

في نسخة المؤلف، تم تثبيت DA1 على مشعاع صغير منفصل، وهو غير متصل بشكل جلفاني بالمبرد والترانزستور VT2. يجب ألا تتجاوز الطاقة التي تتبددها شريحة ذات مشتت حراري 10 وات. تشكل المقاومات R3 و R5 مقسم جهد مدرج في عنصر القياس الخاص بالمثبت. يتم توفير جهد سلبي مستقر قدره -5 فولت إلى المكثف C2 والمقاوم R2 (يستخدم لتحديد النقطة المستقرة حرارياً VD1).في النسخة الأصلية، يتم توفير الجهد من جسر الصمام الثنائي KTs407A ومثبت 79L05، الذي يتم تشغيله من مصدر منفصل. لف محول الطاقة.

للحراسةمن إغلاق دائرة خرج المثبت، يكفي توصيل مكثف إلكتروليتي بسعة لا تقل عن 10 μF بالتوازي مع المقاوم R3، ومقاوم التحويل R5 مع الصمام الثنائي KD521A. موقع الأجزاء ليس حرجًا، ولكن لتحقيق استقرار جيد في درجة الحرارة من الضروري استخدام الأنواع المناسبة من المقاومات. يجب أن تكون موجودة بعيدًا قدر الإمكان عن مصادر الحرارة. يتكون الاستقرار العام لجهد الخرج من عدة عوامل وعادة لا يتجاوز 0.25٪ بعد الإحماء.

بعد التبديلوتسخين الجهاز، يتم ضبط الحد الأدنى لجهد الخرج وهو 0 فولت باستخدام المقاوم Rao6. المقاومات R2 ( الصورة 2) والمقاوم Rno6 ( تين. 3) يجب أن تكون أدوات تشذيب متعددة المنعطفات من سلسلة SP5.

الاحتمالاتيقتصر تيار الدائرة الدقيقة KR142EN12A على 1.5 أ. حاليًا، هناك دوائر دقيقة معروضة للبيع بمعلمات مماثلة، ولكنها مصممة لتيار أعلى في الحمل، على سبيل المثال LM350 - لتيار 3 أ، LM338 - لتيار قدره 5 أ. ظهرت مؤخرًا للبيع دوائر دقيقة مستوردة من سلسلة LOW DROP (SD، DV، LT1083/1084/1085). يمكن لهذه الدوائر الدقيقة أن تعمل بجهد منخفض بين الإدخال والإخراج (يصل إلى 1...1.3 فولت) وتوفر جهد خرج ثابتًا في نطاق 1.25...30 فولت عند تيار حمل يبلغ 7.5/5/3 أمبير، على التوالي. الأقرب في المعلمات التناظرية المحليةالنوع KR142EN22 لديه أقصى تيار تثبيت يبلغ 7.5 أمبير. عند الحد الأقصى لتيار الخرج، تضمن الشركة المصنعة وضع التثبيت عند جهد دخل ومخرج لا يقل عن 1.5 فولت. كما تحتوي الدوائر الدقيقة أيضًا على حماية مدمجة ضد التيار الزائد في تحميل القيمة المسموح بها والحماية الحرارية ضد ارتفاع درجة حرارة الجسم . توفر هذه المثبتات عدم استقرار جهد الخرج بنسبة 0.05%/فولت، وعدم استقرار جهد الخرج عندما يتغير تيار الخرج من 10 مللي أمبير إلى قيمة قصوى لا تقل عن 0.1%/فولت. على الشكل 4يُظهر دائرة إمداد الطاقة لمختبر منزلي، والتي تسمح لك بالاستغناء عن الترانزستورات VT1 وVT2، كما هو موضح في الصورة 2.

بدلا من الدائرة الدقيقة DA1 KR142EN12A، تم استخدام الدائرة الدقيقة KR142EN22A. هذا هو مثبت قابل للتعديل مع انخفاض الجهد المنخفض، والذي يسمح لك بالحصول على تيار يصل إلى 7.5 أمبير في الحمل، على سبيل المثال، جهد الدخل الموفر للدائرة الدقيقة هو Uin = 39 V، جهد الخرج عند الحمل Uout = 30 فولت ، التيار عند الحمل = 5 أ ، ثم الحد الأقصى للطاقة التي تتبددها الدائرة الدقيقة عند الحمل هو 45 وات. يتم استخدام المكثف الإلكتروليتي C7 لتقليل مقاومة الخرج عند الترددات العالية، كما يقلل أيضًا من جهد الضوضاء ويحسن تجانس التموج. إذا كان هذا المكثف من التنتالوم، فيجب أن تكون سعته الاسمية 22 ميكروفاراد على الأقل، إذا كان الألومنيوم - 150 ميكروفاراد على الأقل. إذا لزم الأمر، يمكن زيادة سعة المكثف C7. إذا كان المكثف الإلكتروليتي C7 موجودًا على مسافة تزيد عن 155 مم ومتصلاً بمصدر الطاقة بسلك بمقطع عرضي أقل من 1 مم، فسيتم توفير مكثف إلكتروليتي إضافي بسعة لا تقل عن 10 ميكروفاراد. مثبتة على اللوحة بالتوازي مع المكثف C7، أقرب إلى الدائرة الدقيقة نفسها. يمكن تحديد سعة مكثف المرشح C1 تقريبًا بمعدل 2000 ميكروفاراد لكل 1 أمبير من تيار الخرج (عند جهد لا يقل عن 50 فولت). لتقليل انحراف درجة حرارة جهد الخرج، يجب أن يكون المقاوم R8 إما ملفوفًا بالسلك أو رقائق معدنية مع خطأ لا يقل عن 1٪. المقاوم R7 هو نفس نوع المقاوم R8. إذا لم يكن صمام ثنائي زينر KS113A متاحًا، فيمكنك استخدام الوحدة الموضحة في تين. 3.المؤلف راضٍ تمامًا عن حل دائرة الحماية المقدم، لأنه يعمل بشكل لا تشوبه شائبة وتم اختباره عمليًا. يمكنك استخدام أي حلول لدائرة حماية مصدر الطاقة، على سبيل المثال تلك المقترحة في. في نسخة المؤلف، عند تشغيل المرحل K1، يتم إغلاق جهات الاتصال K 1.1، ومقاوم الدائرة القصيرة R7، ويصبح الجهد عند خرج مصدر الطاقة 0 فولت. لوحة الدوائر المطبوعةتظهر وحدة إمداد الطاقة وموقع العناصر في الشكل 5، مظهربي بي - على الشكل 6.

تعاني العديد من الوحدات محلية الصنع من عيب الافتقار إلى الحماية ضد قطبية الطاقة العكسية. حتى الشخص ذو الخبرة يمكن أن يخلط بين قطبية مصدر الطاقة عن غير قصد. وهناك احتمال كبير أنه بعد ذلك شاحنسوف تقع في حالة سيئة.

هذه المقالة سوف تناقش 3 خيارات لحماية القطبية العكسيةوالتي تعمل بشكل لا تشوبه شائبة ولا تتطلب أي تعديل.

الخيار 1

هذه الحماية هي الأبسط وتختلف عن مثيلاتها من حيث أنها لا تستخدم أي ترانزستورات أو دوائر دقيقة. المرحلات وعزل الصمام الثنائي - هذه هي كل مكوناته.

المخطط يعمل على النحو التالي. الطرح في الدائرة شائع، لذلك سيتم أخذ الدائرة الإيجابية بعين الاعتبار.

إذا لم تكن هناك بطارية متصلة بالإدخال، يكون المرحل في حالة مفتوحة. عند توصيل البطارية، يتم توفير الزائد من خلال الصمام الثنائي VD2 إلى لف التتابع، ونتيجة لذلك يتم إغلاق جهة اتصال التتابع ويتدفق تيار الشحن الرئيسي إلى البطارية.

وفي الوقت نفسه، يضيء مؤشر LED الأخضر، مما يشير إلى أن الاتصال صحيح.

وإذا قمت الآن بإزالة البطارية، فسيكون هناك جهد عند خرج الدائرة، حيث أن التيار من الشاحن سيستمر في التدفق عبر الصمام الثنائي VD2 إلى ملف التتابع.

إذا تم عكس قطبية الاتصال، فسيتم قفل الصمام الثنائي VD2 ولن يتم توفير أي طاقة لملف التتابع. التتابع لن يعمل.

في هذه الحالة، سيضيء مؤشر LED باللون الأحمر، والذي تم توصيله بشكل غير صحيح عن عمد. سيشير إلى أن قطبية توصيل البطارية غير صحيحة.

يحمي الصمام الثنائي VD1 الدائرة من الحث الذاتي الذي يحدث عند إيقاف تشغيل المرحل.

إذا تم تقديم هذه الحماية في ، يجدر أخذ مرحل 12 فولت، ويعتمد التيار المسموح به للمرحل فقط على الطاقة . في المتوسط، من المفيد استخدام مرحل 15-20 أمبير.

لا يزال هذا المخطط ليس له نظائره في كثير من النواحي. إنه يحمي في نفس الوقت من انعكاس الطاقة وقصر الدائرة.

مبدأ التشغيل لهذا المخطط هو كما يلي. أثناء التشغيل العادي، يفتح الزائد من مصدر الطاقة من خلال LED والمقاوم R9 ترانزستور التأثير الميداني، ويذهب الناقص من خلال الوصلة المفتوحة لـ "مفتاح الحقل" إلى خرج الدائرة إلى البطارية.

عندما يحدث انعكاس قطبية أو ماس كهربائي، فإن التيار في الدائرة يزداد بشكل حاد، مما يؤدي إلى انخفاض الجهد عبر "مفتاح المجال" وعبر التحويلة. إن انخفاض الجهد هذا يكفي لتشغيل الترانزستور منخفض الطاقة VT2. عند الفتح، يغلق الأخير ترانزستور التأثير الميداني، ويغلق البوابة على الأرض. في الوقت نفسه، يضيء مؤشر LED، حيث يتم توفير الطاقة له من خلال الوصلة المفتوحة للترانزستور VT2.

نظرًا لسرعة الاستجابة العالية، فإن هذه الدائرة مضمونة للحماية لأي مشكلة في الإخراج.

الدائرة موثوقة للغاية في التشغيل ويمكن أن تظل في حالة محمية إلى أجل غير مسمى.

هذا خاص دائرة بسيطة، والتي يصعب تسميتها بدائرة، لأنها تستخدم مكونين فقط. هذا هو الصمام الثنائي والصمام القوي. هذا الخيار قابل للتطبيق تمامًا ويستخدم حتى على نطاق صناعي.

يتم توفير الطاقة من الشاحن إلى البطارية من خلال المصهر. يتم اختيار المصهر بناءً على الحد الأقصى لتيار الشحن. على سبيل المثال، إذا كان التيار 10 أمبير، فستكون هناك حاجة إلى مصهر 12-15 أمبير.

يتم توصيل الصمام الثنائي على التوازي ويتم إغلاقه عندما عملية عادية. ولكن إذا تم عكس القطبية، فسيتم فتح الصمام الثنائي وستحدث دائرة كهربائية قصيرة.

والفتيل هو الحلقة الضعيفة في هذه الدائرة، والذي سوف يحترق في نفس اللحظة. بعد هذا سيكون عليك تغييره.

يجب اختيار الصمام الثنائي وفقًا لورقة البيانات بناءً على حقيقة أنه الحد الأقصى الحالي على المدى القصيركان أكبر بعدة مرات من تيار احتراق المصهر.

لا يوفر هذا المخطط حماية بنسبة 100٪، حيث كانت هناك حالات عندما يحترق الشاحن بشكل أسرع من المصهر.

الحد الأدنى

من وجهة نظر الكفاءة، فإن المخطط الأول أفضل من الآخرين. ولكن من وجهة نظر التنوع وسرعة الاستجابة، فإن الخيار الأفضل هو المخطط 2. حسنا، غالبا ما يستخدم الخيار الثالث على نطاق صناعي. ويمكن رؤية هذا النوع من الحماية، على سبيل المثال، في أي راديو سيارة.

تتمتع جميع الدوائر، باستثناء الدائرة الأخيرة، بوظيفة الشفاء الذاتي، أي أنه سيتم استعادة التشغيل بمجرد إزالة الدائرة القصيرة أو تغيير قطبية توصيل البطارية.

الملفات المرفقة:

كيفية إنشاء بنك طاقة بسيط بيديك: رسم تخطيطي لبنك طاقة محلي الصنع

تتمتع ترانزستورات تبديل الطاقة الحديثة بمقاومات منخفضة جدًا لمصدر التصريف عند التشغيل، مما يضمن انخفاض الجهد المنخفض عند مرور تيارات كبيرة عبر هذا الهيكل. يسمح هذا الظرف باستخدام مثل هذه الترانزستورات في الصمامات الإلكترونية.

على سبيل المثال، يتمتع الترانزستور IRL2505 بمقاومة مصدر التصريف، مع جهد بوابة المصدر يبلغ 10 فولت، فقط 0.008 أوم. عند تيار 10A، سيتم إطلاق الطاقة P=I² R على بلورة هذا الترانزستور؛ ف = 10 10 0.008 = 0.8 واط. يشير هذا إلى أنه يمكن تركيب الترانزستور عند تيار معين دون استخدام مشعاع. على الرغم من أنني أحاول دائمًا تثبيت المشتتات الحرارية الصغيرة على الأقل. في كثير من الحالات، يسمح لك هذا بحماية الترانزستور من الانهيار الحراري في حالات الطوارئ. يستخدم هذا الترانزستور في دائرة الحماية الموضحة في المقالة "". إذا لزم الأمر، يمكنك استخدام العناصر الراديوية المثبتة على السطح وجعل الجهاز في شكل وحدة صغيرة. يظهر الرسم التخطيطي للجهاز في الشكل 1. وقد تم حسابه لتيار يصل إلى 4A.

مخطط الصمامات الإلكترونية

في هذه الدائرة، يتم استخدام ترانزستور ذو تأثير ميداني مع قناة p IRF4905 كمفتاح، وله مقاومة مفتوحة قدرها 0.02 أوم، مع جهد بوابة = 10V.

من حيث المبدأ، تحد هذه القيمة أيضًا من الحد الأدنى لجهد الإمداد لهذه الدائرة. مع تيار تصريف يبلغ 10 أمبير، سيولد طاقة تبلغ 2 واط، مما يستلزم الحاجة إلى تركيب مشتت حراري صغير. الحد الأقصى لجهد مصدر البوابة لهذا الترانزستور هو 20 فولت، لذلك، لمنع انهيار هيكل مصدر البوابة، يتم إدخال صمام ثنائي زينر VD1 في الدائرة، والذي يمكن استخدامه كأي صمام ثنائي زينر بجهد تثبيت يبلغ 12 فولت. إذا كان الجهد عند مدخل الدائرة أقل من 20 فولت، فيمكن إزالة صمام ثنائي الزينر من الدائرة. إذا قمت بتركيب صمام ثنائي زينر، فقد تحتاج إلى ضبط قيمة المقاوم R8. R8 = (أوبيت - أوست)/إيست؛ حيث أن Upit هو الجهد عند دخل الدائرة، وUst هو جهد التثبيت لثنائي الزينر، وIst هو تيار صمام ثنائي الزينر. على سبيل المثال، Upit = 35V، Ust = 12V، Ist = 0.005A. R8 = (35-12)/0.005 = 4600 أوم.

محول الجهد الحالي

يتم استخدام المقاوم R2 كجهاز استشعار للتيار في الدائرة، وذلك لتقليل الطاقة الصادرة عن هذه المقاومة، ويتم اختيار قيمتها بحيث تكون جزءًا من مائة من الأوم فقط. عند استخدام عناصر SMD يمكن أن تتكون من 10 مقاومات 0.1 أوم مقاس 1206 بقوة 0.25 وات. إن استخدام المستشعر الحالي بمثل هذه المقاومة المنخفضة يستلزم استخدام مضخم الإشارة من هذا المستشعر. يتم استخدام مضخم الصوت DA1.1 الخاص بالدائرة الدقيقة LM358N كمكبر للصوت.

كسب هذا المضخم هو (R3 + R4)/R1 = 100. وبالتالي، مع وجود مستشعر تيار بمقاومة قدرها 0.01 أوم، فإن معامل التحويل لمحول الجهد الحالي هذا يساوي واحد، أي. واحد أمبير من تيار الحمل يساوي جهد 1 فولت عند خرج 7 DA1.1. يمكنك ضبط Kus باستخدام المقاوم R3. باستخدام القيم المشار إليها للمقاومات R5 وR6، يمكن ضبط أقصى تيار حماية خلال.... الآن دعونا نحسب. R5 + R6 = 1 + 10 = 11 كيلو أوم. لنجد التيار الذي يتدفق عبر هذا المقسم: I = U/R = 5A/11000Ohm = 0.00045A. ومن ثم، فإن الحد الأقصى للجهد الذي يمكن ضبطه عند الطرف 2 من DA1 سيكون مساوياً لـ U = I x R = 0.00045A x 10000 Ohm = 4.5 V. وبالتالي، فإن الحد الأقصى لتيار الحماية سيكون حوالي 4.5A.

مقارنة الجهد

يتم تجميع مقارن الجهد على مضخم العمليات الثاني، والذي يعد جزءًا من MS. يتم تزويد المدخلات المقلوبة لهذه المقارنة بجهد مرجعي ينظمه المقاوم R6 من المثبت DA2. يتم تزويد الإدخال غير المقلوب 3 لـ DA1.2 بجهد مضخم من المستشعر الحالي. الحمل المقارن هو دائرة السلسلة، optocoupler LED ومقاوم تعديل التخميد R7. يحدد المقاوم R7 التيار المار عبر هذه الدائرة بحوالي 15 مللي أمبير.

تشغيل الدائرة

المخطط يعمل على النحو التالي. على سبيل المثال، مع تيار حمل 3A، سيتم إطلاق جهد 0.01 × 3 = 0.03 فولت عند المستشعر الحالي. سيكون لخرج مكبر الصوت DA1.1 جهد يساوي 0.03 فولت × 100 = 3 فولت. إذا كان في هذه الحالة، عند الإدخال 2 لـ DA1.2، يوجد جهد مرجعي تم ضبطه بواسطة المقاوم R6، أقل من ثلاثة فولت، ثم عند خرج المقارنة 1، سيظهر الجهد بالقرب من جهد إمداد المضخم التشغيلي، أي. خمسة فولت. ونتيجة لذلك، سيضيء مصباح LED الخاص بـ optocoupler. سوف يفتح الثايرستور optocoupler ويسد بوابة ترانزستور التأثير الميداني بمصدره. سيتم إيقاف تشغيل الترانزستور وإيقاف الحمل. ارجع الرسم التخطيطي إلى الحالة الأوليةيمكنك استخدام زر SB1 أو إيقاف تشغيل مصدر الطاقة وتشغيله مرة أخرى.