Dispositif de protection pour équipements à courant fort. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Le dispositif proposé est destiné à protéger les équipements consommant un courant pulsé important à partir d'une source de tension continue (UMZCH, émetteurs-récepteurs, etc.). L'appareil déconnecte la charge en cas d'augmentation ou de diminution excessive de la tension d'alimentation. Les seuils de protection peuvent être réglés sur une large plage. Les faibles dimensions de l'appareil permettent son intégration dans la charge alimentée.

Lorsqu'un équipement radio basse tension haute puissance est alimenté par des sources non standard aléatoires, y compris des batteries de voiture, il est très important de le protéger contre les inversions de polarité et les tensions d'alimentation inacceptables (trop élevées ou trop basses). Dans le premier cas, vous pouvez appliquer l'astuce classique - un fusible et une puissante diode connectée par la cathode au positif et par l'anode au bus d'alimentation négatif. Pour le second cas, le dispositif proposé a été développé, qui est inclus dans la ligne électrique de charge et peut être intégré à la charge. Le schéma de l'appareil est illustré à la fig. une.

La charge est commutée par un puissant transistor à effet de champ à canal p IRF4905 (VT1), qui est contrôlé par deux microcircuits - stabilisateurs de tension parallèles - KR142EN19 (DA1 et DA2), fonctionnant en mode comparateur. Si la tension à l'entrée du microcircuit KR142EN19 est inférieure à son seuil de commutation (2,5 V), alors le microcircuit est fermé et consomme un courant d'environ 1 μA. Sinon, le courant à travers le microcircuit augmente fortement (avec une pente d'environ 2 A / V), il est donc limité par des éléments externes afin qu'il ne dépasse pas 100 mA. Sur la puce DA1, un nœud est assemblé qui répond à une augmentation de la tension d'alimentation, et sur DA2 - à une diminution. La caractéristique de l'appareil est illustrée à la fig. 2.

Envisagez une augmentation régulière de la tension d'alimentation. Tant qu'elle est inférieure à 10 V, les deux microcircuits sont fermés et le courant traversant la résistance R7 est faible. La tension aux bornes de cette résistance n'est pas suffisante pour ouvrir le transistor VT1, la charge est éteinte, la LED HL1 est éteinte. Lorsque la tension d'alimentation monte à 10 V, la tension à l'entrée de commande de la puce DA2 atteindra 2,5 V et la puce s'ouvrira. Le courant qui le traverse augmentera, la tension aux bornes de la résistance R7 augmentera et le transistor s'ouvrira et connectera la charge. En raison de la faible résistance de canal du transistor ouvert VT1 (0,02 Ohm), la chute de tension à ses bornes sera faible et la quasi-totalité de la tension d'entrée est fournie à la charge. La LED HL1 indique l'état passant de la charge. Lorsque la tension d'alimentation atteint 16 V, la puce DA 1 s'ouvre, la tension sur celle-ci ne dépasse pas 2 V, à la suite de quoi la puce DA 2 se ferme, le transistor VT1 se ferme également et déconnecte la charge. La LED HL1 s'éteint.

Avec une diminution progressive de la tension d'alimentation, la charge sera allumée à une tension de 15 V et éteinte à 9 V. Ainsi, chaque seuil de commutation a une hystérésis, ce qui augmente la fiabilité de la commutation et élimine la commutation multiple de la charge lorsqu'une tension d'alimentation instable fluctue au niveau du seuil. L'hystérésis du seuil supérieur est réalisée en utilisant une rétroaction positive à travers la résistance R6, le seuil inférieur - à travers la résistance R8. Les seuils de réponse indiqués ci-dessus peuvent être modifiés sur une large plage: le supérieur - avec une résistance d'accord R1, le inférieur - R4. L'augmentation de la résistance des résistances R 6 réduit l'hystérésis du seuil supérieur, R 8 - inférieur. Pour réduire l'effet des interférences, les condensateurs C1 et C3 sont inclus dans le circuit de rétroaction négative des microcircuits, mais il convient de noter qu'ils réduisent la vitesse de l'appareil. Avec un courant de charge de 10 A, la chute de tension aux bornes du transistor ouvert VT1 ne dépassera pas 0,2 V et la dissipation de puissance ne dépassera pas 2 W, de sorte que le transistor peut être utilisé sans dissipateur thermique. À 20 A, la dissipation de puissance peut atteindre 8 W, il faut donc un petit dissipateur thermique ou deux transistors en parallèle. La tension d'alimentation, compte tenu des ondulations, doit être inférieure à la tension maximale admissible des microcircuits - 30 V.

Construction et détails

Transistor IRF 4905 (VT 1) - effet de champ avec un canal p dans le boîtier TO-220 ou IRF4905L dans le boîtier TO-262, vous pouvez également utiliser l'IRFU5305 dans le boîtier TO-251AA. La puce KR142EN19 (DA1 et DA2) peut être remplacée par un analogue étranger TL 431 CLR. Tous les condensateurs - K10-17 ou résistances fixes importées similaires - P1-4, MLT, S2-33, réglage - SPZ-19. Pour ces pièces, une planche est calculée, dont le dessin est illustré à la Fig. 3. Il est fait de fibre de verre à feuille unilatérale.

S'il est nécessaire de réduire l'encombrement de l'appareil, il est nécessaire d'utiliser des pièces montées en surface: transistor VT 1 IRF 4905 S - dans le boîtier D 2-Pak ou IRFR 5305 - dans le boîtier D - Pak, DA1 et microcircuits DA2 TL431CD - dans le boîtier SOP -8, trimmers PVZ, résistances fixes et condensateurs - taille 1206. Un dessin de carte de circuit imprimé pour ces pièces est illustré à la fig. 4, photographie de la planche montée - sur la fig. 5.

La LED HL1 peut appliquer n'importe quel spectre de rayonnement visible de faible puissance. La résistance de la résistance R 9 est choisie de sorte qu'à la tension d'alimentation de charge maximale, le courant traversant la LED ne dépasse pas la valeur maximale autorisée. La LED HL1 et la résistance R9 sont installées à l'extérieur de la carte par montage en surface. Ces éléments ne sont nécessaires que si la charge n'a pas sa propre indication.

Établissement est réduit à régler les seuils de commutation en ajustant les résistances R1 et R4, les valeurs d'hystérésis requises sont réglées en sélectionnant les résistances R6 et R8.

Auteur : I. Nechaev, Koursk ; Publication : cxem.net

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