НА СЛУЧАЙ ЗАМЫКАНИЯ

НА СЛУЧАЙ ЗАМЫКАНИЯКак известно, гальванические элементы, батареи, аккумуляторы и многие электрогенераторы не имеют высокоэффективной, быстро срабатывающей защиты от коротких замыканий (КЗ). Нет ее и в большинстве источников вторичного электропитания Плавкие же предохранители здесь, что называется, не в счет. Во-первых, по причине большого времени срабатывания, зачастую абсолютно не подходящего для современной аппаратуры, мгновенно реагирующей на возникновение нештатных ситуаций. Во-вторых, плавкие предохранители являются одноразовыми устройствами защиты, требующими замены на новые после своего перегорания, что далеко не всюду и не всегда приемлемо.

Сконструированное мною устройство, включаемое между источником питания и потребителем, не только надежно защищает от КЗ цепь питания постоянным током, но и позволяет оперативно восстанавливать ее после устранения короткого замыкания.

Принципиальная электрическая схема устройства (см. рис.) довольно проста. Она состоит лишь из цепи запуска-индикации, образованной параллельно соединенными (для надежности) лампами накаливания HL1 и HL2, да коммутатора, выполненного на транзисторах VT1, VT2.

При подаче питающего напряжения образуется цепь:«+» источника, «параллель» из HL1 и HL2, сопротивление нагрузки Rн, «общая» шина. В начальный момент нити накала ламп не разогреты и их сопротивление мало, в результате чего открывается полупроводниковый триод VT2 (током базы, задаваемым резистором R1), а затем — и транзистор VT1.

Если на выходе устройства отсутствует короткое замыкание, то VT1, вынужденно находясь в состоянии насыщения, шунтирует HL и HL2. Следовательно, лампы не светятся.

Положение резко изменяется, когда на выходе устройства вдруг возникает КЗ. Резистор R4 оказывается подсоединенным к «общей» шине, что вызывает незамедлительный перевод полупроводникового триода VT2 в закрытое состояние. Закрывается также и транзистор VT1, отсоединяя источник питания от аварийного участка электрической цепи. Питающее напряжение оказывается полностью приложенным к HL с HL2, загораются лампы аварийной ситуации.

Принципиальная электрическая схема и топология печатной платы самодельного устройства для аварийной световой индикации и защиты от коротких замыканий в цепи постоянного тока

Принципиальная электрическая схема и топология печатной платы самодельного устройства для аварийной световой индикации и защиты от коротких замыканий в цепи постоянного тока

После устранения КЗ запуск легко возобновляют: отключением с последующим повторным подключением к устройству источника питания, который должен обеспечивать (при соблюдении номиналов сопротивлений, приведенных на принципиальной электрической схеме) требуемые 12 В на входе электронной защиты. Тогда непосредственно на нагрузке будет не менее 11,5 В. Это — штатный режим, когда рабочий ток устройства составляет 2 А, а падение напряжения на нем — не более 0,5 В.

С возникновением знакомых всем перегрузок в цепи электропитания работа рассматриваемого устройства несколько изменяется. В частности, полупроводниковый триод VT2 только подзакрывается, транзистор VT1 выходит из состояния насыщения, а лампы HL1 и HL2 начинают светиться лишь вполнакала. Для такого нештатного режима характерно 5-вольтное падение напряжения на устройстве защиты при токе нагрузки 3 А. С дальнейшим же увеличением тока нагрузки полупроводниковый триод VT2 закрывается полностью, а транзистор VT1 находится в состоянии насыщения до 15 Вт. Для надежности работы устройства данный транзистор желательно (но не обязательно — по сигнальному свечению ламп вполнакала можно предотвратить перегрев VT1, отключив напряжение питания) снабдить массивным теплоотводом.

Устройство рекомендуется монтировать на печатной плате с последующим размещением в корпусе 50x35x20 мм. Транзистор VT1 в авторском варианте устройства защиты крепится к теплоотводу, являющемуся одновременно верхней крышкой корпуса. Лампы HL1 и HL2 устанавливаются в резьбовые отверстия того же теплоотвода.

О. СИДОРОВИЧ, г. Львов, Украина

Рекомендуем почитать

  • МОДЕЛИСТ-КОНСТРУКТОР 1987-02МОДЕЛИСТ-КОНСТРУКТОР 1987-02
    СОДЕРЖАНИЕ: Организатору технического творчества: И.Евстратов. Лето - сезон творческий (1). Малая механизация: В.Заец. Усовершенствованный вариант (3); С.Балакин....
  • ПАСЫНКИ СТАНОВЯТСЯ ФАВОРИТАМИПАСЫНКИ СТАНОВЯТСЯ ФАВОРИТАМИ
    Метаморфозы, которые претерпел класс десантных судов за свою не очень долгую историю, поистине удивительны. Еще накануне второй мировой войны редкие специально построенные для высадки...
Тут можете оценить работу автора: