Блок питания с защитой – Мощный блок питания с защитой по току

Мощный блок питания с защитой по току


Каждому человеку, собирающему электронные схемы, необходим универсальный источник питания, позволяющий в широких пределах изменять напряжение на выходе, контролировать ток и при необходимости отключать питаемое устройство. В магазинах подобные лабораторные блоки питания стоят весьма недёшево, но зато собрать такой можно самостоятельно из распространённых радиодеталей. Представленный блок питания включает в себя:
  • Регулировку напряжения до 24 вольт;
  • Максимальный ток, отдаваемый в нагрузку, до 5 ампер;
  • Защиту по току с выбором нескольких фиксированных значений;
  • Активное охлаждение для работы при больших токах;
  • Стрелочные индикаторы тока и напряжения;

Схема регулятора напряжения



Самый простой и доступный вариант регулятора напряжения – схема на специальной микросхеме, называемой стабилизатором напряжения. Наиболее подходящим вариантом является LM338, она обеспечивает максимальный ток в 5 А и минимум пульсаций на выходе. Также сюда подойдут LM350 и LM317, но максимальный ток в этом случае составит 3 А и 1,5 А соответственно. Переменный резистор служит для регулировки напряжения, его номинал зависит от того, какое максимальное напряжение необходимо получить на выходе. Если максимальное выходное требуется 24 вольта – необходим переменный резистор сопротивлением 4,3 кОм. В этом случае нужно взять стандартный потенциометр на 4.7 кОм и соединить параллельно с ним постоянный на 47 кОм, общее сопротивление получится примерно 4.3 кОм. Для питания всей схемы необходим источник постоянного тока с напряжением 24-35 вольт, в моём случае это обычный трансформатор со встроенным выпрямителем. Также можно применять зарядные устройства ноутбуков или другие различные импульсные источники, подходящие по току.
Данный регулятор напряжения является линейным, а значит, вся разница между входным и выходным напряжением приходится на одну микросхему и рассеивается на ней в виде тепла. При больших токах это весьма критично, поэтому микросхема должна быть установлена на большом радиаторе, лучше всего для этого подойдёт радиатор от процессора компьютера, работающий в паре с вентилятором. Для того, чтобы вентилятор не вращался всё время зря, а включался только при нагреве радиатора, необходимо собрать небольшой датчик температуры.

Схема управления вентилятором



В его основе лежит NTC термистор, сопротивление которого меняется в зависимости от температуры — при увеличении температуры сопротивление значительно уменьшается, и наоборот. Операционный усилитель выполняет роль компаратора, регистрируя изменение сопротивление термистора. При достижении порога срабатывания на выходе ОУ появляется напряжение, транзистор отпирается и запускает вентилятор, вместе с которым загорается светодиод. Подстроечный резистор служит для настройки порога срабатывания, его номинал стоит выбирать исходя из сопротивления термистора при комнатной температуре. Допустим, термистор имеет сопротивление 100 кОм, подстроечный резистор в этом случае должен иметь номинал примерно 150-200 кОм. Главное преимущество этой схемы – наличие гистерезиса, т.е. разницы между порогами включения и выключения вентилятора. Благодаря гистерезису не происходит частого включения-выключения вентилятора при температуре, близкой к пороговой. Термистор выводится на проводках непосредственно на радиатор и устанавливается в любое удобное место.



Схема защиты по току

Пожалуй, самая важная часть всего блока питания – защита по току. Работает она следующим образом: падение напряжение на шунте (резистор сопротивлением 0.1 Ом) усиливается до уровня 7-9 вольт и с помощью компаратора сравнивается с эталонным. Эталонное напряжение для сравнения задаётся четырьмя подстроечными резисторами в диапазоне от нуля до 12 вольт, вход операционного усилителя подключается к резисторам через галетный переключатель на 4 положения. Таким образом, меняя положение галетного переключателя мы можем выбирать из 4-х заранее установленных вариантов токов защиты. Например, можно установить следующие значения: 100 мА, 500 мА, 1,5 А, 3 А. При превышении тока, заданного галетным переключателем, сработает защита, напряжение перестанет поступать на выход и загорится светодиод. Для сброса защиты достаточно кратковременно нажать на кнопку, напряжение на выходе появится вновь. Пятый подстроечный резистор необходим для установки коэффициента усиления (чувствительности), его нужно установить так, чтобы при токе через шунт 1 Ампер напряжение на выходе ОУ было примерно 1-2 вольта. Резистор настройки гистерезиса срабатывания защиты отвечает за «чёткость» защёлкивания схемы, его нужно настраивать в том случае, если напряжение на выходе не пропадает полностью.Данная схема хороша тем, что имеет высокую скорость срабатывания, моментально включая защиту при превышении тока.

Блок индикации тока и напряжения


Большинство лабораторных блоков питания оснащено цифровыми вольтметрами и амперметрами, показывающими величины в виде цифр на табло. Такой вариант компактен и обеспечивает неплохую точность показаний, однако совершенно неудобен для восприятия. Именно поэтому для индикации решено использовать стрелочные головки, показания которых легко и приятно воспринимаются. В случае с вольтметром всё просто – он подключается к выходным клеммам блок питания через подстроечный резистор с сопротивлением примерно 1-2 МОм. Для правильной работы амперметра необходим усилитель шунта, схема которого показана ниже.

Подстроечный резистор необходим для настройки коэффициента усиления, в большинстве случаев его достаточно оставить в среднем положении (примерно 20-25 кОм). Стрелочная головка подключается через галетный переключатель, с помощью которого можно выбирать один из трёх подстроечных резисторов, с помощью которых задаётся ток максимального отклонения амперметра. Таким образом, амперметр может работать в трёх диапазонах – до 50 мА, до 500 мА, до 5А, это обеспечивает максимальную точность показаний при любом токе нагрузки.

Сборка платы блока питания


Плата печатная:

Теперь, когда все теоретические аспекты учтены, можно приступать к сборке электронной части конструкции. Все элементы блока питания – регулятор напряжения, датчик температуры радиатора, блок защиты, усилитель шунта для амперметра собираются на одной плате, размеры которой 100х70 мм. Плата выполняется методом ЛУТ, ниже представлены несколько фотографий процесса изготовления.



Силовые дорожки, по которым течёт ток нагрузки, желательно залудить толстым слоем припоя для уменьшения сопротивления. Сперва на плату устанавливаются мелкие детали.

После этого все остальные компоненты. Микросхему 78L12, питающую датчик температуры и кулер, необходимо установить на небольшой радиатор, место для которого предусмотрено на печатной плате. В последнюю очередь на плату запаиваются провода, на которых выводятся вентилятор, термистор, кнопка сброса защиты, галетные переключатели, светодиоды, микросхема LM338, вход и выход напряжения. Вход напряжения удобнее всего подключить через DC разъём, при этом необходимо учитывать, что он должен обеспечивать большой ток. Все силовые провода необходимо использовать соответствующего току сечения, желательно медные. Плюс выхода с печатной платы идёт к выходным клеммам не напрямую, а через тумблер с двумя группами контактов. Вторая группа при этом включает и выключает светодиод, показывающий, подаётся ли на клеммы напряжение.




Сборка корпуса


Корпус можно как найти готовый, так и собрать самостоятельно. Изготовить его можно, например, из фанеры и ДВП, как я и сделал. В первую очередь вырезается прямоугольная передняя панель, на которой будут установлены все органы управления.

Затем изготавливаются стенки и днище ящика, конструкция скрепляется воедино саморезами. Когда готов каркас, можно устанавливать внутрь всю электронику.

Органы управления, стрелочные головки, светодиоды устанавливаются на свои места в передней панели, плата укладывается внутри корпуса, радиатор с вентилятором крепятся на заднюю панель. Для крепления светодиодов используются специальные держатели. Выходные клеммы желательно продублировать, тем более что место позволяет. Размеры корпуса получились 290х200х120 мм, внутри корпуса остаётся ещё много свободного пространства, и туда может уместиться, например, трансформатор для питания всего аппарата.







Настройка


Несмотря на множество подстроечных резисторов, настройка блока питания довольно проста. Первых делом калибруем вольтметр, подключив к выходным клеммам внешний. Вращая подстроечный резистор, включенный последовательно со стрелочной головкой вольтметра добиваемся равенства показаний. Затем подключаем на выход какую-либо нагрузку с амперметром и калибруем усилитель шунта. Вращая каждый и трёх подстрочных резисторов добиваемся совпадений показаний на каждом из трёх диапазонов измерений амперметра – в моём случае это 50 мА, 500 мА и 5А. Далее устанавливаем необходимые токи защиты с помощью четырёх подстроечных резисторов. Сделать это несложно, учитывая, что штатный амперметр уже откалиброван и показывает точный ток. Плавно повышаем напряжение (при этом повышается и ток) и смотрим, при каком токе срабатывает защита. Затем вращаем каждый из резисторов, устанавливая четыре нужных тока защиты, между которыми можно переключаться с помощью галетного переключателя. Теперь осталось лишь установить нужный порог срабатывания датчика температуры радиатора – настройка закончена.

Смотрите видео


sdelaysam-svoimirukami.ru

Блок питания 1…20 В с защитой по току


При наладке различных электронных устройств необходим блок питания (БП), в котором имеется регулировка выходного напряжения и возможность регулирования уровня срабатывания защиты от превышения по току в широких пределах. При срабатывании защиты, нагрузка (подключенное устройство) должна автоматически отключаться.

Поиск в интернете дал несколько подходящих схем блоков питания. Остановился на одной из них. Схема проста в изготовлении и наладке, состоит из доступных деталей, выполняет заявленные требования.

Предлагаемый к изготовлению блок питания выполнен на базе операционного усилителя LM358 и имеет следующие характеристики:
Входное напряжение, В — 24…29
Выходное стабилизированное напряжение, В — 1…20 (27)
Ток срабатывания защиты, А — 0,03…2,0


Фото 2. Схема БП

Описание работы БП

Регулируемый стабилизатор напряжения собран на операционном усилителе DA1.1. На 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 VT1 через делитель напряжения R10R7. С помощью переменного резистора R2, можно изменять выходное напряжение БП.
Блок защиты от перегрузок по току выполнен на операционном усилителе DA1.2, он сравнивает напряжения на входах ОУ. На вход 5 через резистор R14 поступает напряжение с датчика тока нагрузки — резистора R13. На инвертирующий вход (вывод 6) поступает образцовое напряжение, за стабильность которого отвечает диод VD2 с напряжением стабилизации около 0,6 в.

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 установленный уровень, увеличится напряжение на датчике тока и напряжение на выходе ОУ DA1.2 возрастет практически до напряжения питания. При этом включится светодиод HL1, сигнализируя о превышении, откроется транзистор VT2, шунтируя стабилитрон VD1 резистором R12. Вследствие чего, транзистор VT1 закроется, выходное напряжение БП уменьшится практически до нуля и нагрузка отключится. Для включения нагрузки нужно нажать на кнопку SА1. Регулировка уровня защиты выполняется с помощью переменного резистора R5.

Изготовление БП

1. Основу блока питания, его выходные характеристики определяет источник тока – применяемый трансформатор. В моем случае нашел применение тороидальный трансформатор от стиральной машины. Трансформатор имеет две выходные обмотки на 8в и 15в. Соединив обе обмотки последовательно и добавив выпрямительный мост на имеющихся под рукой диодах средней мощности КД202М, получил источник постоянного напряжения 23в, 2а для БП.


Фото 3. Трансформатор и выпрямительный мост.

2. Другой определяющей частью БП является корпус прибора. В данном случае нашел применение детский диапроектор мешающийся в гараже. Удалив лишнее и обработав в передней части отверстия для установки показывающего микроамперметра, получилась заготовка корпуса БП.


Фото 4. Заготовка корпуса БП

3. Монтаж электронной схемы выполнен на универсальной монтажной плате размером 45 х 65 мм. Компоновка деталей на плате зависит от размеров, найденных в хозяйстве компонентов. Вместо резисторов R6 (настройка тока срабатывания) и R10 (ограничение максимального напряжения на выходе) на плате установлены подстроечные резисторы с увеличенным в 1,5 раза номиналом. По окончании настройки БП их можно заменить на постоянные.


Фото 5. Монтажная плата

4. Сборка платы и выносных элементов электронной схемы в полном объеме для испытания, настройки и регулировки выходных параметров.


Фото 6. Узел управления БП

5. Изготовление и подгонка шунта и дополнительного сопротивления для использования микроамперметра в качестве амперметра или вольтметра БП. Дополнительное сопротивление состоит из последовательно соединенных постоянного и подстроечного резисторов (на фото сверху). Шунт (на фото ниже) включается в основную цепь тока и состоит из провода с малым сопротивлением. Сечение провода определяется максимальным выходным током. При измерении силы тока, прибор подключается параллельно шунту.


Фото 7. Микроамперметр, шунт и дополнительное сопротивление

Подгонка длины шунта и величины дополнительного сопротивления производится при соответствующем подключении к прибору с контролем на соответствие по мультиметру. Переключение прибора в режим Амперметр/Вольтметр выполняется тумблером в соответствии со схемой:

Блок питания 1…20 В с защитой по току
Фото 8. Схема переключения режима контроля

6. Разметка и обработка лицевой панели БП, монтаж выносных деталей. В данном варианте на лицевую панель вынесен микроамперметр (тумблер переключения режима контроля A/V справа от прибора), выходные клеммы, регуляторы напряжения и тока, индикаторы режима работы. Для уменьшения потерь и в связи с частым использованием, дополнительно выведен отдельный стабилизированный выход 5 в. Для чего напряжение, от обмотки трансформатора на 8в, подается на второй выпрямительный мост и типовую схему на 7805 имеющую встроенную защиту.


Фото 9. Лицевая панель

7. Сборка БП. Все элементы БП устанавливаются в корпус. В данном варианте, радиатором управляющего транзистора VT1 служит алюминиевая пластина толщиной 5 мм, закрепленная в верхней части крышки корпуса, служащего дополнительным радиатором. Транзистор закреплен на радиаторе через электроизолирующую прокладку.


Фото 10. Сборка БП без крышки
Фото 11. Общий вид БП.

Детали:

Операционный усилитель LM358N имеет в своем составе два ОУ.

Транзистор VT1 можно заменить на любой из серий КТ827, КТ829. Транзистор VT2 любой из серии КТ315. Стабилитрон VD1 можно использовать любой, с напряжением стабилизации 6,8…8,0в и током 3…8 мА. Диоды VD2-VD4 из серии КД521 или КД522Б. Конденсаторы С3, C4 — пленочные или керамические. Оксидные конденсаторы: C1 — К50-18 или аналогичный импортный, остальные — из серии К50-35. Постоянные резисторы серии МЛТ, переменные — СП3-9а.

Налаживание блока питания — движок переменного резистора R2 перемещают в верхнее по схеме положение и измеряют максимальное выходное напряжение, устанавливают его равным 20 В, подбирая резистор R10. После этого подключают к выходу нагрузку и производят замеры тока срабатывания защиты. Для уменьшения уровня срабатывания защиты, уменьшить сопротивление резистора R6. Для увеличения максимального уровня срабатывания защиты — уменьшить сопротивление резистора R13 — датчика тока нагрузки.

Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

usamodelkina.ru

ПРОСТОЙ БЛОК ПИТАНИЯ С ЗАЩИТОЙ

   Начиниющие радиолюбители, которых большинство, для сборки регулированного блока питания выбирают схемы попроще. Такую схемку решил сделать и я, так как возможностей достать дорогие детали и настроить сложный БП вряд-ли получится. 


   Самое основное для любой конструкции корпус. Тут мне повезло досать нерабочий БП ATX от компьютера, куда и будет помещён будущий блок питания.


   Разъёмы сзади для сети 220В оставил, а на место кулера прикрутил обычную розетку, так как их постоянно не хватает для массы моих электронных устройств. Короче лишней она не будет.


   Печатная плата блока питания простейшая и изготовить её будет легко даже начинающим. В крайнем случае можно вырезать дорожки резаком, а не травить. Для защиты по максимальному току — а это обязательно должно быть в радиолюбительском блоке питания, выбрал схему электронного предохранителя с индикацией перегрузки на светодиоде.


   Передняя панель блока питания изготавливается из пластика, текстолита или даже фанеры — кто на что богат. На ней будут крепиться стрелочные индикаторы — вольтметр и амперметр (как впоследствии стало понятно, что это намного лучше и удобней цифровой индикации), регулятор напряжения и кнопки включения и переключения режимов защиты. Я выбрал 0,1 и 1А, но можно расчитать резистор токовой защиты на любое значение.


   Ещё на передней панели блока питания будут две клеммы для подключения проводов выхода БП.


   Получается вот что-то уже похожее на блок питания. Трансформатор выбираем такой, чтоб он поместился в корпус. Так что если вы идёте его покупать на радиобазаре — сначала замеряйте габариты коробки.


   Корпус обклеиваем самоклеющейся плёнкой или красим лаком.


   Зелёный светодиод будет светиться при включении БП в сеть, а красный сигнализирует о срабатывании защиты от токовой перегрузки.


   Здесь написано как рассчитать шунт для стрелочных индикаторов. А чтоб нанести на шкалу новые значения вольт и ампер, придётся раскрыть их корпуса и аккуратно наклеить бумажки с новыми значениями поверх старых.


   Вот и всё. Отличный простой блок питания из подручных материалов полностью готов. Работа с ним в течении нескольких месяцев показала его высокую надёжность и простоту эксплуатации. Материал предоставил in_sane.

   Форум по блокам питания

   Обсудить статью ПРОСТОЙ БЛОК ПИТАНИЯ С ЗАЩИТОЙ




radioskot.ru

Надёжная токовая защита для БП и ЗУ на IR2153 и электронном трансформаторе.

РадиоКот >Схемы >Питание >Блоки питания >

Надёжная токовая защита для БП и ЗУ на IR2153 и электронном трансформаторе.

На создание данной статьи меня спровоцировал опыт создания блоков питания и зарядных устройств на основе простых импульсных блоков питания, которыми являются как иип на IR2153, так и переделанный различными способами под блок питания электронный трансформатор. Данные источники питания являются простыми, нестабилизированными импульсными блоками питания без каких-либо защит. Не смотря на данные недостатки, такие источники питания довольно просты в изготовлении,не требуют сложной настройки, времени на создание такого блока питания требуется меньше чем на полный ШИМ БП с узлами стабилизации и защиты.

Обьединив такой блок питания и простейший ШИМ- регулятор на NE555, получам регулируемый блок питания как для экспирементов, так и для зарядки АКБ. Радости нашей нет предела до того момента, пока данный девайс не попробовать на искру, или по ошибке, размышляя над созданием очередного аппарата перепутать полярность заряжаемого АКБ. Окрикивая громким хлопком и орошая едким дымом помещение,в котором произошол данный конфуз, изобретение сообщает нам, что простой импульсный блок питания, который собран по упрощённо-ознакомительной схеме не может быть надёжным.

Тут пришла мысль о том, чтобы найти не просто ввести тот или инной узел защиты в конкретный экземпляр блока питания, а найти или создать универсальную быстродействующую схему, которую можно внедрять в любой вторичный источник питания.

Требования к узлу защиты:

-минмиум деталей

-плата защиты должна занимать мало места

-работоспособной при больших токах нагрузки

-отсутствие реле

-высокая скорость срабатывания

             Одним из заинтересовавших вариантов была такая схема, найденная в интерете:

При замыкании выхода данной схемы, разряжается ёмкость затвора VT1  через диод VD1, что приводит к закрытию VT1 и ток через транзистор не протекает, блок питания остаётся целым и невредимым. Но что же произойдёт если на выход данной схемы подключить нагрузку, в 300вт, когда наш иип может выдать всего 200вт? Не смотря на то что у нас присутствует схема защиты, замученный блок питания снова взрывается.

 

Недостатки данной схемы:

1. Необходимо точно подбирать сопротивление шунта, чтобы максимально допустимый ток блока питания создал такое падение напряжения на выбранном шунте, при котором VT2, открываясь полностью закроет VT1.

2. В данной схеме  может наступить момент, когда ток проходящий через шунт, приоткроет VT2, вследствии чего VT1 начнёт закрываться и останется в таком состоянии, что будет недозакрыт, а учитывая что через VT1 протекает немалый ток, то данный линейный режим вызовет его сильный перегрев, врезультате которого VT1 будет пробит.

  В блоке питания на IR2153 однажды применял триггерную защиту, остался доволен её работой. Прицепим к схеме триггерной защёлки на комплиментарной паре транзисторов шунт в качестве датчика тока и n-канальный транзистор в роли ключевого элемента получаем такую схему:

После подачи питания на схему, транзистор Q3, через светодиод и R4 открывается, стабилитрон D3 ограничивает напряжение на затворе полевого транзистора. D4 защищает Q3 от выбросов высокого напряжения, при подключении индуктивной нагрузки (электродвигатель). На паре транзисторов Q1, Q2 собран аналог тиристора. Ток, протекающий через шунт R1, вызывает падение напряжения, которое с движка переменного резистора R10, и цепочку R2, С2, поступает на базу транзистора Q2. Величину напряжения с шунта, которое пропорционально току, протекающему через этот шунт можно регулировать прерменным резистором R10. В момент, когда напряжение на базе Q2 станет больше 0.5-0.7в транзистор Q2 начнёт открываться, тем самым открывая Q1, в свою очередь транзистор Q1открываясь, будет открывать Q2. Данный процесс происходит очень быстро, за доли секунды транзисторы откроют друг друга и останутся в таком устойчивом состоянии. Через открытый аналог тиристора затвро Q3, а также резистор R4 окажутся подключены к общему проводнику схемы, что приведёт к закрытию Q3 и свечение светодиода D1 сообщит о том что сработала защита. Снять защиту можно как отключив кратковременно питание, так и кратковременным нажатием на кнопку S1.

 Универсальная схема защиты была создана и проверена в работе, шунт R1 был составлен из двух резисторов 0.22 Ом 5Вт. Остался последний шаг — вводим в нвшу схему защиту от переполюсовки клемм АКБ.

Схема с защитой от переполюсовки :

Наша схема дополнилась диодом D2, резисторами R6, R5. Кнопка S1 была убрана из схемы по причине того, что при срабатывании защиты она не выводила схему из защиты, после доработки.

Токовая защита осталась без изменений, снять защиту можно отключив питание на 2-3 секунды. При подключении к выходу схемы АКБ, перепутав полярность, напряжение с АКБ через диод D2, резистор R6 поступает на базу Q2, срабатывает защита Q3 закрывается, светодиод D1 сигнализирует о срабатывании защиты.

  На этой волне я заканчиваю поиски защиты для своих простых иип. Работой своих схем доволен, надеюсь они пригодятся и вам.

Приятных вам экспирементов!

Файлы:
плата вид со стороны шунта
плата готовая
плата вид снизу
фото защита 1 вариант

Все вопросы в Форум.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

www.radiokot.ru

Защита в блоках питания ATX для компьютеров

Опубликовано 12.11.2018 автор — 0 комментариев

Приветствую вас, друзья! При работе любого электронного устройства могут возникнуть «завихрения», которые при отсутствии страховки, способны вывести его из строя, а в случае с БП в ПК – еще и несколько компонентов в придачу. Тема сегодняшней публикации – защита в блоках питания, с описанием всех необходимых опций. И так начнем.

Power Good

Из‐за специфики конструкции устройства, при включении, напряжение на выходе достигает необходимой величины не мгновенно, а по истечении 0,02 секунд.

Для того, чтобы исключить подачу пониженного напряжения к потребителям энергии, что может негативно сказаться на их работе, и обеспечить необходимые номиналы в 3,3, 5 и 12 Вольт, в блоках ATX выделена специальная линия, которая подает сигнал о нормальной работе БП.

Маркируется такой кабель серым цветом и, как и остальные, подключается к материнской плате. При отсутствии сигнала на линии, компьютер попросту не включится.

Защита от перепадов напряжения

От перенапряжения и его недостатка, компьютер защищает одна и та же схема, отключающая девайс, если напряжение на любой из линий не соответствует номинальному. Обозначается функция английской аббревиатурой UVP / OVP.

Некоторое неудобство в том, что контрольные точки, при достижении которых срабатывает защита, могут находиться на некотором удалении от номинального напряжения, но при этом устройство будет соответствовать спецификации ATX.

Например, допускается подача напряжения до 15 Вольт, однако при длительной работе в таком режиме, комплектующие могут попросту перегореть.

Защита от перегрузки по току

Как мы помним, сила тока – еще одна, не менее важная его характеристика. Согласно международным стандартам оргтехники, один проводник не может передавать более 240 Вольт‐Ампер, то есть 240 Ватт, в случае с постоянным током.

Максимально нагруженная цепь с напряжением 12 Вольт передаст не более 20 Ампер. При таком раскладе создать БП мощностью более 300 Ватт, не получится.

Для обхода этого ограничения, выводы 12 Вольт разбиваются на несколько групп с отдельной защитой по току (OCP) для каждой. При этом некоторые производители откровенно халтурят, используя только одну защитную схему, к которой подключаются все выводы, а срабатывает защита уже при 40 Амперах.

Определить «на глаз», какой именно подход использован, возможно только при разборке устройства и проверке его электрических цепей. Поэтому советую покупать комплектующие только тех брендов, в качестве продукции которых, вы уверены.

Защита от короткого замыкания

От КЗ блок питания защищает простая схема SCP, которая используется уже пару десятков лет. Для активации, достаточно пары транзисторов, при этом вовсе необязательно задействовать систему мониторинга рабочих параметров устройства.

Защита от перегрева

OTP выключает девайс, когда его температура достигает заданного значения. Схема присутствует только в качественных устройствах и базируется на паре термисторов, прикрепленных к радиатору или печатной плате.

Более сложный вариант – когда при превышении температуры, термистор заставляет быстрее вращаться кулер, регулируя рабочие параметры.

Защита по питанию

OPP или OPL – опциональный вид защиты, реализованный, с помощью специального контроллера или мониторинговой микросхемы. Схема контролирует количество тока, потребляемого из сети, и отключает БП при превышении определенного порога.

Найти любые по мощности и прочим характеристикам блоки питания для компьютера, а также все остальные комплектующие, вы можете в этом интернет‐магазине.

Также советую ознакомиться с публикациями «Что значит PFC в блоке питания» и «Сертификаты БП для ПК». Рейтинг лучших устройств вы найдете здесь.

Спасибо за внимание и до следующих встреч на страницах моего блога! Подпишитесь на новостную рассылку, чтобы быть в курсе последних обновлений.

С уважением, автор блога Андрей Андреев

infotechnica.ru

Регулируемый блок питания с защитой от превышения тока нагрузки

Опубликовал admin | Дата 17 августа, 2018

В статье описывается простой блок питания на трех микросхемах — К157ХП2, LM358N, К142ЕН19 и транзисторе КТ827А. Выходное напряжение можно регулировать в пределах от 1,3В до 24В, при этом номинальный ток нагрузки равен 3А. Схема стабилизатора блока питания имеет защиту от превышения тока нагрузки.

Схема блока питания показана на рисунке 1.

В качестве сетевого трансформатора применен трансформатор от старых телевизоров ТС-180.

С трансформатора сматываются все вторичные обмотки, оставляют только первичную. Наматывают новую вторичную обмотку, состоящую из 180 витков обмоточного провода диаметром 1,5мм. По 90 витков на каждой катушке трансформатора. При этом выходное переменное напряжение на выходе трансформатора в режиме ХХ должно быть примерно 22 вольта. Превышать этот уровень не следует, так как после выпрямления диодами VD1 и VD2 и фильтрации конденсатором С3, состоящего из трех конденсаторов по 2200,0×50В, значение этого напряжения будет уже равно его амплитудному значению 32 вольта, а это предел напряжения питания микросхемы DA1 LM358N.

Схема выпрямителя двухполупериодная со средней точкой. Заметьте, что средняя точка соединена с общим проводом через резистор R1, являющий датчиком тока для схемы защиты от короткого замыкания.

В качестве регулирующего транзистора применен отечественный биполярный составной n-p-n транзистор КТ827А


Работа схемы

Стабилизатор напряжения блока питания реализован на операционном усилителе микросхемы DA1.2, являющимся усилителем ошибки. Опорное напряжение для этого усилителя берется с микросхемы стабилизатора напряжения DA3 К157ХП2, имеющей внутренний термостабильный источник опорного напряжения (ИОН) 1,3 В. Выводы этого стабилизатора скоммутированы на минимальное выходное напряжение, т.е. 1,3В. Отсюда и минимальное выходное напряжение блока питания, ему равное.

На инвертирующий вход DA1.2 подается часть выходного напряжения блока питания через резистивный делитель R10 и R11. От величины резистора R11 зависит максимальное выходное напряжение БП. Если вам нужно другое максимальное напряжение, то его можно вычислить по формуле приведенной ниже. Допустим нам нужно на выходе максимальное напряжение 12 вольт. Переменное сопротивление оставляем с величиной 1,5 кОм. Опорное напряжение у нас 1,3 В. Вычисляем R10.

С выхода усилителя ошибки сигнал поступает через ограничивающий резистор R9 на базу управляющего транзистора VT1. В сбалансированном режиме схемы напряжение на движке переменного резистора R10 всегда будет равно напряжению ИОН. «Шаг влево, шаг вправо» этого напряжения будет вызывать соответствующую реакцию усилителя ошибки. Допустим, по какой-то причине просело напряжение на выходе БП, уменьшилось напряжение и на инвертирующем входе DA1.2 относительно напряжения ИОН 1,3В. Значит, увеличится выходное напряжение ОУ и соответственно на базе транзистора VT1. Транзистор приоткроется до такого состояния, при котором напряжение на движке R10 сравняется с 1,3В. Если напряжение на выводе 2 будет больше 1,3 вольта, то транзистор VT1 будет закрываться. Я это к чему. Что если вообще выключить опорное напряжение на выводе 3, то регулирующий транзистор полностью закроется. А на этом и построена схема защиты от превышения тока нагрузки.

Микросхема DA3 имеет вывод Вкл\Выкл – 9. Если на его подать напряжение больше 2 вольт, то стабилизатор этой микросхемы начинает работать в штатном режиме, если это напряжение снять, то стабилизатор выключается, что мне очень нравится, полностью, выходное напряжение практически равно нолю. А теперь рассмотрим полный алгоритм работы схемы защиты. Допустим нам надо огранить ток нагрузки на уровне 3А. Протекая через резистор R1, этот ток вызовет на нем падение напряжения U=IxR =3×0,05=0,15B. Это напряжение усилится ОУ DA1.1 до уровня, в нашем случае, равном 5В. Что бы получить такое напряжение, надо, чтобы Кус этого усилителя был равен 5B/0,15И = 33,33 (3). А Кус зависит от соотношения величин резисторов R2 и R4. Кус = R4/R2, 4700/100 = 47. Естественно величину резистора R4 надо уменьшить до 3300Ом. С выхода усилителя напряжения датчика тока сигнал подается на делитель напряжения 1:2 – R5 и R6. В конечном итоге на вход компаратора, роль которого выполняет параллельный стабилизатор напряжения DA2 К142ЕН19 с напряжение ИОН, равному 2,5 вольта, подается сигнал величиной два с половиной вольта. Если ток нагрузки увеличится, то увеличится и напряжение на входе 1 микросхемы DA2 относительно напряжения ИОН, а это приведет к открыванию внутреннего транзистора данной микросхемы, возникнет ток, протекающий от плюсовой шины через резистор R7, светодиод оптрона U1, К-Э внутреннего транзистора DA2, общий провод. Светодиод засветится, тиристор оптрона откроется и зашунтирует вывод 9 DA3 на общий провод. Стабилизатор DA3 выключится, пропадет напряжение на выводе 3 микросхемы DA1.2, и наконец-то закроется транзистор VT1. Напряжение на выходе БП упадет практически до нуля. Для возвращения схемы после устранения перегрузки в рабочее состояние достаточно нажать и отпустить кнопку SB1. Имейте ввиду, что время срабатывания защиты очень маленькое. Поэтому могут быть проблемы с подключением емкостных нагрузок, Если время заряда емкости нагрузки будет больше времени срабатывания защиты, то защита постоянно будет такую нагрузку отключать.

На этом все. Успехов. К.В.Ю.

Скачать статью

Скачать “Регулируемый-блок-питания-с-защитой-от-КЗ” Регулируемый-блок-питания-с-защитой-от-КЗ.rar – Загружено 199 раз – 133 KB


Цоколевка оптрона АОУ103


Возникли вопросы по распиновке данного оптрона. Вот два варианта ее из двух разных справочников. Так что лучше проверить цоколевку вашего оптрона тестером.
Обсудить эту статью на — форуме «Радиоэлектроника, вопросы и ответы».

Просмотров:877


www.kondratev-v.ru

Блок питания с защитой от кз

Источники питания

 

Данный блок питания (далее БП) может повторить даже начинающий. БП имеет три системы защиты: внутренняя защита (ВЗ), тепловая защита (ТС) и внешнюю защиту (ВН3). БП имеет интервал выходных напряжений 0 … 15 В при токе нагрузки 2 А, сети подключается с помощью вилки ХР1 (см. Рисунок).

 

Трансформатор Т1 понижает сетевое напряжение до 14-16 В, которое выпрямляется диодным мостом VD1-VD4, составленным на достаточно мощных диодов. Пульсации постоянного тока сглаживаются с помощью конденсатора С2. Светодиод HL1 служит индикатором работы БП.

БП включается с помощью кнопки SB1. При замыкании контактов кнопки SB1 на БП подается напряжение, включается реле К1, которое замыкает свои контакты К1.1 и К1.2 и надежно блокируют контакты кнопки SB1; потому после отпускания кнопки SB1 БП продолжает работать. Чтобы выключить БП, необходимо каким-либо образом обесточить реле К1, например, разорвав цепь питания или замкнув накоротко его обмотку (этот способ и будет использован в двух первых системах защиты). Для этого и служит кнопка SB2. При ее нажатии разрывается цепь питания реле К1, которое, в свою очередь, выключает БП. То есть, кнопка SB1 включает, а кнопка SB2 выключает БП. Пользоваться кнопками будет гораздо удобнее, чем обычным тумблером. Эта схема отключения БП играет большую роль в защите БП от коротких замыканий, которые часто допускают начинающие радиолюбители.

Выпрямленное напряжение далее поступает на схему стабилизации и регулирования, которая состоит ​​из элементов R7, R10, R11, VD1, VT2, VT3. Напряжение на выходе регулируют в пределах 0 … 15 В с помощью резистора R10. Конденсатор СЗ на выходе стабилизатора сглаживает пульсации, которые еще немного остались. Выходное напряжение снимается с гнезд XS1 и XS2. Постоянное напряжение на выходе контролируют вольтметром PV1, который подключен через дополнительные резисторы R12, R13. Резистор R14 ускоряет разрядку конденсатора СЗ после отключения БП и уменьшает инерционность стрелки индикатора PV1. Конденсаторы C1, С4 нужны для предотвращения протекания ВЧ тока через БП от сети.

БП, как указывалось выше, имеет три системы защиты. Первая система защиты ВЗ составлена ​​на реле К1 и резисторах R2, R3. Она следит за исправностью трансформатора Т1, выпрямителя VD1-VD4, конденсатора фильтра С2. Например, если пробьется конденсатор С2, то на обмотке реле К1 уменьшится напряжение, из-за чего оно обесточится, выключив за собой БП. То же самое будет, если есть какие-то неполадки в трансформаторе Т1 или диодах VD1-VD4. Резисторы R2, R3 нужны для уменьшения тока через реле К1, от чего система становится более чувствительной к коротким замыканиям.

Вторая система защиты ТС составлена ​​на тринистори VS1 и резисторах R5, R6 (резистор R5 размещают на теплоотводе транзистора VT3). Эта система следит за тепловым режимом транзистора VT3. При увеличении его температуры (например, после длительных нагрузок) сопротивление резистора R5 уменьшается прямо пропорционально. Это продолжается до тех пор, пока сопротивление резистора R5 не достигнет определенного значения, при котором тринистор VS1 откроется, обесточив реле К1, которое, в свою очередь, отключает БП. БП нельзя будет включить до тех пор, пока радиатор транзистора VT3 не остынет, и сопротивление резистора R5 не нормализуется. Резистором R6 устанавливают порог срабатывания системы защиты.

Третья система защиты ВН3 составлена ​​на R4, VD5, VT1, VS2. Она следит за состоянием нагрузки на выходе. Если нагрузка превышает 0,5 А, то открывается транзистор VT1, который, в свою очередь, откроет тринистор VS2. Он зашунтирует стабилитрон VD6, зажжет светодиод HL2 и снимет напряжение с выхода. Подобная схема защиты описана в [1].

Чтобы питать более мощную нагрузку, систему защиты ВН3 выключают (SA1). После выключения системы ВН3 остаются следить за нагрузкой только две первые системы защиты.

Рис.1 Схема блока питания с защитой

Контактная группа реле К1-К1.3 предотвращает самопроизвольное включению ВН3 в первый момент включения БП. Замена их на ограничивающий резистор не дает хороших результатов. Светодиод HL2 нужен для индикации состояния системы ВН3. Если система защиты находится в следящем режиме, то светодиод едва светится, а если защита сработала, светодиод светится полностью.

Кое-что о деталях. Резисторы и конденсаторы любые с указанными на схеме параметрами (желательно брать малогабаритные детали). В БП можно использовать любой трансформатор с выходом на вторичной обмотке 14-20 В и мощностью 30-40 Вт.

Реле РЭС-22 можно заменить на более компактное РЭС-9 (надо только параллельно кнопке SB1 подключить одну контактную группу).

Диоды VD1-VD4 типа Д202, В, Д, Ж, К, М, Р; КД213 (необходимо только, чтобы прямой ток через них был не менее 2 А). Диод VD5 можно заменить на Д226, КД102, 1N4004 с любым буквенно индексом. Стабилитрон любой на напряжение стабилизации 14-16 В. Тиристоры VS1, VS2 желательно брать такие, которые указаны на схеме, но можно более мощные, а это увеличит размеры монтажной платы. Светодиоды HL1, HL2 типа АЛ 307 (желательно разноцветные).

Транзистор VT1 из серии МП или КТ с как можно большим коэффициентом передачи по току. На современных транзисторах защиту работать будет плохо. VT2 маломощный и обязательно структуры p-n-р. Транзистор VT3 типа КТ818, КТ828Б, КТ837 с любым буквенным индексом. В крайнем случае подойдут несколько старше П4Б, П210Б, П216, П217.Транзистор VT3 должен быть размещен на теплоотводе площадью не менее 150 см2.

Терморезистор R5 любой, но лучше дисковый, он может быть сопротивлением 270-910 Ом. Терморезистор R5 закрепляют (например, приклеивают) на теплоотводе транзистора VT3 (необходимо смотреть, чтобы выводы резистора никогда не замыкали на теплоотвод, иначе может выйти из строя транзистор VT3), причем его надо размещать на расстоянии не менее 5 мм от транзистора VT3.

Если использовать малогабаритные детали и продумать монтаж, то БП можно разместить в корпусе размерами 110x90x70 мм.

БП начинает работать сразу, если монтаж сделан правильно и все детали исправны, но он еще требует наладки. Наладка БП очень простая. Перед наладкой движки резисторов R6, R9, R13 должны стоять в крайнем нижнем положении по схеме, а движок резистора R10 — в крайнем верхнем. Выключатель SA1 нужно поставить в положение «Защита выключена». Только после этого нажимаем кнопку SB1 и держим ее в нажатом положении некоторое время, за которое нужно проанализировать работу БП. Это легко сделать, если взглянуть на светодиод HL1 и HL2: HL1 должен ярко светиться, а HL2 наоборот. После этого можно отпустить кнопку SB1, БП должен оставлять работать. Если после отпускания кнопки БП выключается, то нужно сопротивление резисторов R2, R3 несколько уменьшить. Если БП будет выключаться, когда сопротивление резисторов R2, R3 будет уже равняться 10- 20 Ом, то нужно искать неисправность в самом реле или в его контактных группах (неисправность может проявляться и тогда, когда пробит тринистор VS1. В этом легко убедиться, если его выпаять с схемы: при его неисправности БП должен заработать). Когда БП включается нормально, нужно попробовать отключить его кнопкой SB2. Если при ее нажатии БП выключился, то все в порядке.

Далее к гнездам XS1 и XS2 нужно подключить вольтметр постоянного тока с пределом измерения не менее 15-20 В. При включении БП вольтметр должен показывать напряжение около 15 В (при этом надо проверить, чтобы движок резистора R10 стоял в крайнем верхнем положении по схеме) , затем плавно смещают движок резистора R10 вниз по схеме. Так же плавно должно уменьшаться напряжение на выходе. Если это так, то стабилизатор и регулятор напряжения работают исправно.

После проверки стабилизатора и регулятора градуируют индикатор PV1 с помощью резистора R13 и контрольного вольтметра, который подключается к гнездам XS1, XS2. Шкала должна выйти линейной. И вообще, можно отказаться от индикатора PV1 и нанести деления прямо на ось резистора R10, но тогда точность выставления напряжения на выходе будет хуже.

Наладка систем защиты. Первая система защиты наладки не требует. Вторая система защиты ТС должна срабатывать при перегреве транзистора VT3. Датчиком перегрева служит резистор R5, а исполняющим элементом — тринистор VS1. Чтобы наладить эту систему защиты, нужно теплоотвод у транзистора VT3 подогреть до температуры 50-65 ° С (например, с помощью паяльника), а затем, очень медленно перемещая движок резистора R6 в верхнее по схеме положение, добиться полного выключения БП. После того как температура теплоотвода придет до 20-30 ° С, включают БП. Если он снова выключится, надо повторить эту процедуру. Нормально выставлена ​​система должна свободно срабатывать при температуре теплоотвода в пределах 50-70 ° С.

Третья система защиты ВНЗ не требует большого наладки. Надо только подобрать яркость свечения светодиода HL2 с помощью резистора R9. Светодиод не должен светиться в нормальном режиме защиты и ярко вспыхивать, когда, например, замкнуть накоротко гнезда XS1 и XS2. Чтобы потом защиту перевести в нормальный режим, достаточно БП на несколько секунд выключить, а затем снова включить.

Часто бывает, что когда движок резистора стоит в крайнем нижнем положении по схеме (то есть, когда напряжение на выходе равна нулю), то срабатывает третья защита. Объясняется это тем, что когда напряжение на выходе равно нулю, то открывается транзистор VT1, который, в свою очередь, включает защиту. Чтобы избавиться от этого, нужно не устанавливать движок в самое крайнее положение или выключить защиту выключателем SA1, а лучше между «плюсовой» шиной БП и нижним по схеме выводом резистора R10 включить резистор сопротивлением 1-1,5 кОм. Только следует помнить, что в последнем случае начальное выходное напряжение будет уже 1-3 В, не имеет очень большого значения при питании аппаратуры.

Схему третьего защиты можно несколько упростить. Например, из схемы можно выбросить тринистор VS2 и контактную группу К1.3, а коллектор транзистора VT3 через выключатель SA1 подключить непосредственно к аноду стабилитрона VD6, как это сделано в [1]. Тогда защита избавится от блокировки, что в некоторых случаях и будет удобнее.

0. В. Тимошенко.

Литература

1.Іванов Б.С. Електронні саморобки.-К.: Рад.шк., 1988.



radiopolyus.ru