Регулируемый электронный предохранитель

Регулируемый электронный предохранитель

Предлагаемое устройство предназначено для источников питания с выходным напряжением от 7 до 30 В и током до 6 А. Оно обеспечивает защиту по току как самих источников, так и нагрузки. В устройстве предусмотрены удобное кнопочное управление и цифровая индикация тока срабатывания защиты.
Устройство состоит из двух блоков: основного и индикации, соединенных с помощью семиконтактного разъема. Регулировка тока срабатывания защиты ступенчатая. В первом интервале 0...3 А регулировка осуществляется с шагом 0,2 А, во втором интервале 0...6 А — с шагом 0,4 А. Схема основного блока показана на рис. 1. Блок содержит реверсивный цифровой регулятор образцового, ступенчато изменяющегося напряжения 0...300 мВ с шагом 20 мВ. На элементах DD1.1 и DD1.2 собран RS-триггер, управляющий направлением счета реверсивного счетчика DD2. На полевых транзисторах VT1 и VT2 собран генератор импульсов частотой около 0,7 Гц с емкостной обратной связью через конденсатор С2. ЦАП на резисторах R8—R11, R15 формирует из выходного двоичного кода (от 0000 до 1111) счетчика DD2 образцовое напряжение. На элементах DD1.3 и DD1.4 собран RS-триггер защиты, управляющий мощным переключательным полевым транзистором VT3.



Если кнопки SB1 и SB2 не нажаты, то тогда питание на сток транзистора VT1 не поступает, генератор не работает, транзистор VT2 открыт. При нажатии на одну из кнопок триггер на элементах DD1 и DD2 переключается, устанавливая соответствующее направление счета счетчика DD2. В случае, если счетчик не переполнен, через резистор R5 подается питание на транзистор VT1, транзистор VT2 закрывается и начинается перезарядка конденсатора СЗ в течение примерно 0,7...0,8 с. По окончании перезарядки транзисторы открываются, счетчик DD2 изменяет свое состояние в соответствии с направлением счета и, если нажатую до этого кнопку удерживать в таком состоянии, описанный процесс повторится. При переполнении счетчика DD2 (в состоянии 0000 в режиме вычитания и 1111 в режиме сложения) на выходе его переноса (вывод 7) появляется сигнал низкого уровня, прерывающий подачу питания в цепь стока транзистоpa VT1. В результате транзистор VT2 постоянно открыт, а работа генератора блокирована во время удержания соответствующей кнопки.

На ОУ DA2.1 собран неинвертирующий усилитель сигнала датчика тока — резистора R17. Переключение интервалов тока защиты осуществляется изменением коэффициента усиления ОУ DA2.1. В интервале 0...3А контактные группы переключателя SA1 разомкнуты, коэффициент усиления ОУ DA2.1 равен 1+(R6+R12)/R7 = 4. Максимальный ток ЗА, протекая через резистор R17, создаст на нем напряжение 75 мВ. Напряжение на выходе ОУ DA2.1 равно 300 мВ. В интервале 0...6 А контактные группы переключателя SA1 замкнуты, коэффициент усиления ОУ DA2.1 равен 1+R6/R7 = 2, что вдвое меньше предыдущего случая. Максимальный ток 6 А, протекая через резистор R17, создаст на нем вдвое большее напряжение 150 мВ. Напряжение на выходе ОУ DA2.1 также равно 300 мВ. На ОУ DA2.2 собран компаратор, сравнивающий образцовое напряжение на неинвертирующем входе (вывод 5) с усиленным напряжением с датчика тока, подаваемым на инвертирующий вход (вывод 6). Пока напряжение на неинвертирующем входе DA2.2 больше напряжения на инвертирующем входе, высокий уровень на выходе компаратора DA2.2 (вывод 7) не изменяет состояние триггера на элементах DD1.3 и DD1.4. При равенстве и дальнейшем превышении напряжения на инвертирующем входе относительно неинвертирующего на выходе ОУ DA2.2 возникает отрицательный перепад напряжения, переключающий RS-триггер защиты. При этом транзистор VT3 закрывается, размыкая цепь питания нагрузки, и включается светодиод HL1. Резистор R16 и стабилитрон VD1 ограничивают напряжение на нижнем по схеме входе элемента DD1.4, предотвращая его выход из строя. После устранения перегрузки выбирают нужный ток срабатывания с помощью кнопок SB1, SB2 и переключателя SA1 и нажимают на кнопку SB3. В этом случае RS-триггер переключается в состояние, при котором транзистор VT3 открывается, подключая нагрузку. Нижний предел выходного напряжения защищаемого источника (7 В) ограничен минимальным входным напряжением стабилизатора DA1, а верхний (30 В) — максимальным напряжением питания ОУ DA2.

Схема блока индикации показана на рис. 2, нумерация элементов продолжает нумерацию основного блока. По адресам 0000...000F РПЗУ DD3 записаны коды индикации для интервала 0...3 А (выключатель SA1 разомкнут), а по адресам 0010...001F — для интервала 0...6 А (выключатель SA1 замкнут). На выходах D0— D3 РПЗУ присутствует двоичный код цифры младшего разряда индикации, а на выходах D4—D7 — старшего. Код прошивки РПЗУ представлен в таблице. Микросхемы DD4 и DD5 преобразуют двоичный код младшего и старшего разрядов соответственно в семисегментный. Индикатор HG1 отображает цифру младшего разряда, HG2 — старшего. Децимальная точка старшего разряда всегда включена.



Основной блок собран на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита (рис. 3). Резисторы R8 — R11, R15 — С2-29В с допуском не хуже 1 %. Резистор R8 составлен из двух по 30 кОм, соединенных последовательно. Резистор R15 составлен из двух — 200 Ом и 1 кОм, соединенных параллельно.



Налаживание начинают с проверки исправности деталей и правильности монтажа. Устанавливают счетчик DD2 в состояние 1111 и, в случае необходимости, подбирают сопротивление резистора R15 так, чтобы образцовое напряжение было равно 300 мВ. Яркость свечения индикаторов HG1 и HG2 можно изменить, подбирая резисторы R19 и R20.

М. ОЗОЛИН, с. Красный Яр Томской обл.
Радио 01-2007






Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.