Устройство защиты цепей постоянного тока от перегрузок

О.Л. Сидорович г. Львов  РА 11'2005
Устройство (рис.1) предназначено для защиты от перегрузки (по силе тока) и коротких замыканий в цепи нагрузки. Его подключают между источником питания постоянного тока и потребителем. Во многих системах управления нагрузкой электронных блоков являются электромагнитные механизмы, в которых возможно частичное замыкание между собой витков обмотки или полное короткое замыкание цепи обмотки.

 

 
 
Данное устройство имеет малое падение напряжения в рабочем режиме и является системой защиты с "защелкой", особенность которой состоит в том, что после ее срабатывания и ликвидации причины перегрузки система нуждается в принудительном запуске. Основные технические характеристики
Напряжение питания................12В
Номинальный ток....................1 А
Ток срабатывания (при указанном на схеме сопротивлении резистора R1) . 1,6 А Падение напряжения
при номинальном токе..............0,4 В
Электрическая принципиальная схема устройства защиты цепей постоянного тока от перегрузок показана на рис.2. Устройство содержит транзисторный ключ, узлы защиты, запуска и индикации. Ключ выполнен на транзисторе VT2, узел защиты - на транзисторе VT1, диодах VD1, VD2, резисторах R1-R3, R6. Узел запуска собран на транзисторах VT3, VT4, резисторахR4, R5, R7, в него же входит кнопка SB1. Транзистор VT3 и резисторы R4, R5 являются защитными элементами узла запуска. Узел индикации состоит из светодиодов HL1, HL2 и резисторов R8, R9.
Принцип работы. После подключения питания на вход устройства (контакт 1 разъема ХР1) загорается светодиод HL2 "Выкл.", через нагрузку протекает небольшой ток, задаваемый резистором R9. При замыкании кнопки SB1 "Пуск" открывается транзистор VT4, вследствие протекания тока базы через резистор R7. При включении транзистора VT4 закрывается диод VD1, транзистор VT1 также закрывается, а транзистор VT2 открывается. Устройство самоблокируется, и на нагрузке появляется напряжение, равное разности Uпит-(UкэVт2+UR1). Загорается светодиодный индикатор HL1 "Вкл.*, а индикатор HL2 "Выкл." гаснет. Кнопку SB 1 можно отпустить.
При токовой перегрузке или коротком замыкании происходит следующее: увеличивается падение напряжения на резисторе R1, транзистор VT1 открывается и закрывает транзистор VT2, шунтируя его эмиттерный переход, диод VD2 закрыт. Включенное состояние транзистора VT2 поддерживает цепь VD1, R6. Светодиодный индикатор HL1 "Вкл.* гаснет, а индикатор HL2 "Выкл." загорается. Когда аварийный режим ликвидирован, чтобы вновь запустить устройство, необходимо кратковременно замкнуть
кнопку SB1. Диод VD3 служит для защиты ключа VT2 от импульсов напряжения обратной полярности в случае индуктивной нагрузки.
Как было сказано выше, транзистор VT3 и резисторы R4, R5 образуют узел защиты транзистора VT4, благодаря которому через транзистор VT4 ограничивается ток перегрузки, в случае если таковая возникла в момент запуска устройства. При этом индикаторы HL1, HL2 светят в половину накала, что свидетельствует о перегрузке, либо светит только один индикатор HL2, что указывает на короткое замыкание. В этом случае кнопку SB1 необходимо держать в нажатом положении 1...3 с, чтобы избежать выхода из строя транзистора VT4 от перегрева. Индикация режимов работы устройства в зависимости от того, нажата или отпущена кнопка SB1, приведена в таблице.
 
Устройство собирают на печатной плате размерами 40x50 мм, показанной на рис.3, и монтируют в корпусе из стеклотекстолита. Точки "а", "в* на печатной плате нужно соединить перемычкой. Размеры корпуса устройства 25x45x55 мм.

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Счетчик тИЦ и PR