Блок питания с токовой защитой

В радиолюбительской практике порой требуется блок питания, в котором имеется возможность регулировать не только выходное напряжение, но и порог срабатывания защиты от токовой перегрузки.

Во множестве простых устройствах, подобной защиты нет, в лучшем случае там ограничивается лишь максимальный ток нагрузки, причем возможность регулировки либо отсутствует вовсе либо затруднена. Подобная защита скорее предназначена для блока питания, чем для нагрузки. Для безопасной работы источника и нагрузки, требуется возможность регулировки уровня срабатывания токовой защиты в различных пределах. В случае ее срабатывания, нагрузка должна быть автоматически отключена, предлагаемое же устройство, отвечает всем заявленным выше требованиям.

На входе блока питания напряжение составляет 26…29 В, а на выходе получается от 1 до 20 В, ток срабатывания защиты 0,03…2 А.

принципиальная схема блока питания с токовой защитой

Как становиться понятным по схеме, регулируемый стабилизатор напряжения собран на операционном усилителе DA1.1. На неинвертирующий вход усилителя (вывод 3) поступает образцовое напряжение с движка переменного резистора R2, за стабильность которого отвечает стабилитрон VD1, а на инвертирующий вход (вывод 2) напряжение поступает с эмиттера транзистора VT2 через делитель напряжения R11R7. ООС поддерживает равенство напряжений на входах ОУ, компенсируя влияние дестабилизирующих факторов. Вращая движок переменного резистора R2, можно изменять выходное напряжение.

Блок защиты от перегрузок по току выполнен на операционном усилителе DA1.2, который включен как компаратор, он сравнивает напряжения на инвертирующем и неинвертирующем входах. На неинвертирующий вход через резистор R14 поступает напряжение с датчика тока нагрузки, резистора R13, на инвертирующий — образцовое напряжение, за стабильность которого отвечает диод VD2, который выполняет функцию стабистора с напряжением стабилизации около 0,6 В. В случае пока падение напряжения создаваемое током нагрузки на резисторе R13, меньше образцового, напряжение на выходе (вывод 7) ОУ DA1.2 близко к нулю.

В том случае, если ток нагрузки превысит допустимый, напряжение на выходе ОУ DA1.2 возрастет практически до напряжения питания. Затем через резистор R9 ток потечет дальше и включит светодиод HL1 попутно открывая транзистор VT1. Диод VD3 откроется и через резистор R8 замкнет цепь положительной обратной связи. Открытый транзистор VT1 подключает параллельно стабилитрону VD1 резистор малого сопротивления R12, в следствии чего его выходное напряжение уменьшится практически до нуля, так как транзистор VT2 закроется и отключит нагрузку. Но несмотря на то, что напряжение на датчике тока упадет до нуля, нагрузка благодаря действию положительной обратной связи останется отключенной, что инициирует горящий светодиод HL1. Повторно включить нагрузку возможно, кратковременно отключая питание или нажимая на кнопку SB1. Диод VD4 служит для защиты эмиттерного перехода транзистора VT2 от обратного напряжения, с конденсатора С5 при отключении нагрузки, попутно обеспечивая разрядку этого конденсатора через резистор R10 и выход ОУ DA1.1.

Транзистор КТ315А (VT1) можно заменить на КТ315Б-КТ315Е, а VT2 на — любой из серий КТ827, КТ829. Стабилитрон (VD1) можно использовать любой, с напряжением стабилизации 7…8 В и током 3…8 мА. Диоды КД521В (VD2-VD4) хотя можно применить и другие из этой серии или КД522Б. Конденсаторы С3, C4 — пленочные или керамические. Оксидные конденсаторы: C1 — К50-18 или аналогичный импортный, остальные — из серии К50-35. Номинальное напряжение конденсаторов не должно быть меньше, чем указанно на схеме. Постоянные резисторы серии МЛТ, переменные — СП3-9а. Резистор R13 можно составить из трех параллельно соединенных МЛТ-1 сопротивлением по 1 Ом.

Налаживание блока питания начинают с измерения напряжения питания на выводах конденсатора C1, которое, с учетом пульсаций, должно находиться в пределах, которые указаны на схеме. Затем движок переменного резистора R2 перемещают в верхнее по схеме положение и, измеряют максимальное выходное напряжение, устанавливают его равным 20 В, подбирая резистор R11. После этого подключают к выходу эквивалентную нагрузку и производят замеры минимального и максимального тока срабатывания защиты. А чтобы свести к минимуму уровень срабатывания защиты, необходимо сопротивление резистора R6 уменьшить. Для увеличения максимального уровня срабатывания защиты нужно уменьшить сопротивление резистора R13 — датчика тока нагрузки.

скачать архив

Если вам понравилась статья, вы можете подписаться на RSS или E-mail рассылку. Для получения обновлений по электронной почте, введите ваш e-mail адрес в эту форму (Доставка от FeedBurner):

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *