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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Dispositif de protection du courant d'alimentation. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Alimentations L'unité de protection de courant décrite dans cet article est conçue pour une source d'alimentation dont la description se trouve dans [1], qui fonctionne en association avec un compteur de tension de sortie et de courant de charge [2]. Le nœud diffère des autres appareils similaires en ce que, en plus d'effectuer des fonctions de protection, il vous permet de définir et de contrôler le seuil de réponse par le compteur de courant de charge de l'alimentation sans le charger. Dans la plupart des dispositifs de protection actuels, le seuil est modifié par une résistance variable avec une échelle graduée ou un interrupteur avec un ensemble de résistances. Dans le premier cas, il est difficile de fixer exactement le seuil requis; dans le second cas, le nombre de ses valeurs possibles est limité par le nombre de positions du commutateur. De plus, ses contacts doivent supporter le courant de charge maximal et de tels commutateurs sont assez coûteux. Le dispositif de protection présenté dans cet article vous permet de régler le seuil de protection dans toute la plage de fonctionnement du compteur de courant de charge avec la précision fournie par ce compteur sans aucun étalonnage ni sélection de résistances. Le dispositif de protection fonctionne en deux modes - limitation du courant de charge et désactivation de la tension de sortie lorsque le seuil est dépassé (mode de déclenchement). Son schéma est représenté sur la Fig. 1. Il est construit sur l'ampli-op DA1, inclus dans le schéma d'un amplificateur non inverseur.
Un exemple de tension est fourni à l'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel à partir du diviseur résistif R4-R6. La tension de la sortie de l'amplificateur de l'unité de mesure de courant [2] a été utilisée comme signal d'entrée du dispositif de protection. Tant qu'il n'y a pas de charge, à la sortie de cet amplificateur, et donc à l'entrée non inverseuse de l'ampli-op DA1, la tension est nulle. Puisque la tension à son entrée inverseuse est supérieure à zéro, la tension à la sortie de cet amplificateur opérationnel est inférieure à zéro, le transistor VT1 est fermé et la LED HL1 est éteinte. Avec l'avènement du courant de charge, la tension à l'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel augmente. Dès qu'il dépasse l'exemple, la tension à la sortie de l'ampli-op deviendra supérieure à zéro et ouvrira le transistor VT1. Ce dernier, en s'ouvrant, shunte la sortie du régulateur de tension parallèle DA1 (Fig. 5 dans [2]). La tension de sortie de l'alimentation, et avec elle le courant de charge, diminue jusqu'à ce que la tension à l'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel DA1 soit égale à celle de l'exemple. Le courant de charge sera limité à un état stable. La LED HL1 signale le passage au mode limitation de courant. Pour passer en mode de déclenchement, vous devez fermer les contacts du bouton-poussoir SB2. Dans ce cas, lorsque le courant de charge dépasse la valeur définie, le transistor VT2 s'ouvrira et une tension de - 1 V sera fournie à l'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel DA8.Une tension d'environ + 6 V sera réglé à la sortie de l'ampli-op, le transistor VT1 s'ouvrira complètement, la tension de sortie de la source deviendra proche de zéro. La LED dans ce mode signale l'opération de protection. Pour remettre la source en mode de fonctionnement, il suffit de passer la protection en mode limitation de courant pendant un court instant. Avec les valeurs des résistances R4-R6 indiquées dans le schéma, le seuil de son fonctionnement peut être ajusté de 20 mA à 2 A. Pour modifier cet intervalle, les résistances mentionnées sont sélectionnées. Le circuit R11C7 sert à empêcher l'auto-excitation de l'ampli-op. Bien qu'il ne soit probablement pas possible de l'éliminer complètement, le circuit R11C7 réduit considérablement l'amplitude de la tension alternative haute fréquence à la sortie de l'amplificateur opérationnel. Pour que la génération n'affecte pas le fonctionnement des nœuds restants, le signal de la sortie de l'amplificateur opérationnel est appliqué à la base du transistor VT1 via le filtre R2C1. La résistance R1 dans le circuit émetteur VT1 crée une rétroaction de courant négative locale. Le shuntage de la section collecteur-émetteur du transistor VT1 (Fig. 5 dans [1]) avec un condensateur de 4,7 μF pour une tension de 63 V aidera également à éliminer l'auto-excitation.L'absence de bruit de source acoustique indique indirectement qu'il n'y a pas d'auto-excitation. -excitation. Et l'auto-excitation s'accompagne de sons caractéristiques, bien perçus par l'oreille. Dans tous les cas, vous devez vérifier la plage des ondulations de tension de sortie en mode de limitation de courant avec un oscilloscope et, en sélectionnant des circuits correctifs, la minimiser. Il peut être nécessaire de stabiliser la tension d'alimentation de l'ampli-op. Il est à noter que l'utilisation du circuit R11C7 et de la résistance R1 n'est pas toujours nécessaire. Dans l'une des copies du dispositif de protection, ils n'avaient pas du tout besoin d'être installés, bien que l'amplitude des ondulations d'une fréquence supérieure à 200 kHz à la sortie de l'ampli-op DA1 ait atteint 100 mV. Le critère est l'amplitude des pulsations en sortie de la source. Si, lors de son fonctionnement en mode limitation de courant, il ne dépasse pas 10 ... 15 mV, le fonctionnement du nœud de protection peut être considéré comme satisfaisant, car un tel mode est considéré comme d'urgence dans la plupart des cas. Le circuit R11C7 et la résistance R1 peuvent également être omis si la source n'est pas censée fonctionner en mode de limitation de courant, mais seul le mode de déclenchement est requis. Dans ce cas, le collecteur du transistor VT2 doit être connecté directement à la broche 2 de DA1, et l'interrupteur SB2 doit être remplacé par un interrupteur en le transformant en une coupure dans le fil reliant la résistance R9 à la broche 3 de DA1 selon le schéma illustré à la Fig. 2. Avec la protection de déclenchement désactivée, le courant de sortie de la source [1] sera limité à environ 2,5 A.
Puisqu'à un courant de charge égal au seuil, les tensions aux entrées de l'ampli-op sont égales, afin de déterminer le seuil de l'opération de protection, il suffit de mesurer la tension sur le moteur de la résistance variable R5 relative au fil de charge négatif. Pour ce faire, dans le compteur [2], vous devez couper le circuit entre la sortie de l'ampli-op DA1 et la résistance R10 et amener les fils aux contacts du commutateur SB1. Le courant de protection peut être mesuré dans n'importe quel mode de fonctionnement. Le dispositif de protection est alimenté par un convertisseur de tension intégré au compteur [2]. Sa puissance est suffisante pour cela. Bien sûr, la meilleure option consiste à utiliser des enroulements secondaires supplémentaires du transformateur de puissance avec des redresseurs et des stabilisateurs appropriés au lieu du convertisseur. L'alimentation électrique, construite à partir des noeuds décrits dans [1] et [2], avec le dispositif de protection proposé n'est pas sans inconvénients. Premièrement, lorsqu'il est connecté au réseau, une impulsion de tension apparaît à la sortie, dont l'amplitude ne dépasse pas la tension de sortie réglée. Ceci est une conséquence de l'alimentation de l'unité de protection à partir du convertisseur de tension. Il démarre plus tard que l'alimentation électrique, de sorte que les transitoires dans le nœud de protection se produisent avec un retard. Au moment du démarrage du convertisseur, une tension de +1 V apparaît brièvement en sortie de l'ampli-op DA6 et le transistor VT1 s'ouvre, ce qui provoque l'apparition d'une impulsion. Un autre inconvénient est dû à la même raison que le premier, mais il se manifeste lorsque le mode de protection de déclenchement est activé. Lorsque l'alimentation est appliquée, une impulsion de tension apparaît, dont l'amplitude ne dépasse pas la tension de sortie définie, puis la source s'éteint. Si le nœud de protection et le compteur sont alimentés par des enroulements supplémentaires du transformateur secteur, ces effets sont moins prononcés. Pour éliminer l'influence de ces défauts, vous ne pouvez tout simplement pas activer le mode de déclenchement et ne pas connecter la charge tant que la tension de sortie de l'unité n'est pas établie. Mais les éliminer complètement aidera le circuit, dont le schéma est illustré à la Fig. 3. Au moment où l'unité est connectée au réseau, le condensateur C9 est déchargé, une tension négative est fournie à l'entrée non inverseuse de l'ampli-op DA1 via la diode VD1, de sorte qu'aucune impulsion n'apparaît à sa sortie . Au fur et à mesure que le condensateur se charge, la tension à ses bornes augmente progressivement. Lorsqu'elle devient supérieure à l'entrée de l'amplificateur opérationnel, la diode VD1 sera fermée et le condensateur C9 à travers la résistance R12 sera chargé à la tension totale aux sorties du convertisseur (16 V) et ne sera plus affecter le fonctionnement ultérieur de l'appareil. La diode VD2 sert à accélérer la décharge du condensateur C9 lors de la mise hors tension. La constante de temps du circuit C9R12 doit être choisie comme étant le minimum auquel la protection de déclenchement ne fonctionne pas au moment où la source est connectée au réseau.
La carte de circuit imprimé du nœud de protection n'a pas été développée. Lorsque vous équipez l'alimentation [1] avec ce nœud, au lieu de la résistance variable R11' (Fig. 3 dans [1]), définissez une valeur constante de 3,6 kOhm et excluez la résistance R11''. L'unité de protection utilise des résistances MLT et des condensateurs à oxyde importés. Résistance variable - SP3-40. Les transistors KT3102E peuvent être remplacés par SS9014, et au lieu de l'amplificateur opérationnel KR140UD708, utilisez des analogues importés ou d'autres amplificateurs opérationnels domestiques, par exemple, KR1408UD1A. Un ampli op avec une faible vitesse de balayage doit être préféré. littérature
Auteur : E. Gerasimov
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