ЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО

О. СИДОРОВИЧ, г. Львов, Украина

Отличительная особенность предлагаемого устройства — малое падение напряжения в номинальном режиме. Кроме того, после устранения аварийной ситуации оно автоматически восстанавливает свою работоспособность.

Устройство предназначено для защиты от замыкания в нагрузке и перегрузки по току. Его включают между источником питания и нагрузкой. Преимущество предлагаемого устройства по сравнению с описанным, например, в [1] - малое падение напряжения в номинальном режиме, а также автоматический возврат в рабочее состояние после устранения причины аварии. Последнее особенно важно при кратковременных перегрузках.

Основные технические параметры

Напряжение питания, В ..........12

Номинальный ток, А..............1

Ток срабатывания защиты, А......1,2

Падение напряжения при номинальном токе, не более, В......................0,6

Устройство содержит транзисторный коммутатор, узлы защиты и запуска. Основной элемент - коммутатор, выполненный на транзисторе VT5 (рис. 1).

Узел защиты собран на транзисторе VT3, диодах VD1, VD2 и резисторах R6, R7, R9. Узел запуска состоит из формирователя коротких импульсов на интегральном таймере DA1 [2], усилителя тока на транзисторах VT1, VT2, VT4 и порогового элемента (транзистор VT6, стабилитрон VD4 и резистор R10).

После подключения устройства к источнику постоянного напряжения формирователь начинает вырабатывать короткие импульсы отрицательной (относительно цепи +12 В) полярности, которые после усиления поступают на базу транзистора VT4. При его включении диод VD1 закрывается напряжением обратной полярности. Транзистор VT3 также закрывается, а транзистор VT5 -- открывается на выход устройства проходит напряжение с его входа.

К выходу устройства подключен пороговый элемент. Участок коллектор-эмиттер транзистора VT6 соединен параллельно с времязадающим конденсатором С1 формирователя Когда напряжение на выходе близко к номинальному, открывается стабилитрон VD4 и, соответственно, транзистор VT6, который замыкает на общий провод конденсатор С1 Работа формирователя импульсов прекращается. На его выходе (вывод 3 таймера DA1) появляется напряжение высокого уровня, которое открывает транзистор VT1. Транзисторы VT2 и VT4 закрываются.

При перегрузке или замыкании в нагрузке увеличивается падение напряжения на резисторе R6. Транзистор VT3 открывается и закрывает транзистор VT5, шунтируя его эмиттерный переход. Включенное состояние транзистора VT3 поддерживает цепь VD1, R9. Диод VD2 — закрыт.

Во время перегрузки напряжение на выходе устройства становится меньше номинального и пороговый элемент "отпускает" формирователь. В нагрузку поступают короткие импульсы с транзистора VT4. Он должен быть мощным, способным выдержать импульсный ток замыкания или перегрузки.

Когда аварийный режим устранен, устройство, как уже было сказано, автоматически восстанавливает работоспособность. Происходит это сразу после поступления первого импульса с коллектора транзистора VT4 на выход.

Диод VD3 защищает устройство от импульсов напряжения обратной полярности в случае индуктивной нагрузки.

В устройстве применимы транзисторы: VT1-VT3 любые кремниевые, VT4, VT5 - мощные структуры р-п-р. Предельно допустимый ток коллектора транзистора VT2 — не менее 200 мА. Диоды КД510А можно заменить на КД522Б. Резистор R6 - С5-16В, С5-16МВ, остальные - ОМЛТ. Конденсаторы - серий К10-17 или КМ.

Правильно собранное устройство начинает работать сразу Ток срабатывания защиты устанавливают подбором резистора R6. Его ориентировочное сопротивление выбирают по графику на рис. 2.

Если удастся подобрать транзистор VT5 с малым падением напряжения коллектор-эмиттер, ток срабатывания защиты можно увеличить. Уменьшение сопротивления резистора R8 нежелательно, так как это влечет за собой увеличение тока, потребляемого устройством, и повышение выделяемого тепла на этом резисторе.

Устройство собрано на печатной плате, чертеж которой приведен на рис. 3.

Транзисторы VT4 и VT5 прикреплены к плате винтами. При указанных технических параметрах устройства транзистор VT5 не требует теплоотвода. В случае увеличения тока нагрузки между транзисторами VT4, VT5 и платой необходимо поместить теплоотвод - алюминиевую или медную пластину.

ЛИТЕРАТУРА

1. Эсаулов Н. Регулируемый электронный предохранитель. - Радио, 1988, № 5, с. 31.32.

2. Пецюх Е., Казарец А. Интегральный таймер КР1006ВИ1. - Радио, 1986, № 7. с. 57. 58.

От редакции. Для более надежной работы порогового элемента рекомендуем за шунтировать эмиттерный переход транзистора VT6 резистором сопротивлением 10...S1 кОм.

Радио №3, 2000 г., с.27, 29.