Защита источника питания (ИП) от короткого замыкания в нагрузке

    Рассмотрим электронный узел, защищающий ИП при перегрузке по току в режиме короткого замыкания в нагрузке. Электрическая схема узла представлена на рисунке.

 

     Основным элементом служит оптоэлектронное МОП реле средней мощности постоянного тока. Как видно из электрической схемы, коммутирующие контакты реле VU1 включены последовательно в цепи питания стабилизатора постоянного напряжения. Электрические параметры трансформатора 71, выпрямительных ди­одов VD1-VD4 и оксидных конденсаторов, сглаживающих пульсации напряжения не принципиальны. Электрическая схема стабилизатора может быть также выб­рана по желанию радиолюбителя; главное требование — чтобы она соответство­вала параметрам выпрямителя и трансформатора. Эти элементы изображены на схеме и могут быть выбраны в зависимости от конкретных требований радиолю­бителя к источнику питания. Сопротивление постоянных резисторовR1 и R2 рас­считано соответственно к примененному в схеме пьезоэлектрическому капсюлю НА1 и постоянному напряжению на выходе диодного моста 16 В, на выходе ста­билизатора 12 В.

    Если параметры источника питания будут изменены, сопротивления указанных резисторов также потребуют корректировки. R1 выбирается таким, чтобы ток че­рез капсюль НА1 (при отключенном реле VU1) не превышал значения в 30 мА. R2 выбирается таким, чтобы рабочий входной ток, в соответствии с паспортными данными VU1, не превышал 10 мА. Сопротивления рассчитываются по закону Ома U = IR.

    При включении источника питания, показанного на схеме, нужно замкнуть кон­такты тумблера (любого включателя с фиксацией положения, например MTS-1) SA1 и кратковременно замкнуть контакты кнопки SA2 (без фиксации, например, RM-2). При этом поступит питание на стабилизатор напряжения СТи в нагрузку (в случае ее подключения к выходу источника питания). Пока нет аварийной ситуации (увели­чения потребления тока в устройстве нагрузки), источник питания работает нор­мально, МОП-реле включено (на контактах 10 и 11 присутствует разница потенциа­лов около 2В)и контакты 4 и6 замкнуты. Выбор автора не случайно пал на МОП- реле КР293КП12АП — это одно из немногих современных МОП реле, которое соче­тает в себе достоинства высоких электрических параметров и низкой цены. Вариант защиты, предложенный на рисунке, по сути является одним из самых простых для повторения, но от этого не менее эффективным по результативности защиты.

     Реализованное в корпусе SIP-12, оно удобно монтируется в любую плату, имеет допустимый ток коммутации (при постоянном напряжении) 2 Аи ничтожно малое сопротивление коммутирующих контактов в замкнутом состоянии. Все это позво­ляет применить данное реле в узле защиты источника питания от перегрузок по току. Время выключения VU1 составляет всего 5 мс, что в данном случае весьма важно — это значит, что при исчезновении питания на выходе стабилизатора (это может инициироваться внутренней неисправностью стабилизатора, нештатным увеличением тока в нагрузке или коротким замыканием в ней) контакты 4 и 6 VU1 разомкнутся и ток в стабилизатор и нагрузку поступать не будет, пока устройство снова не будет включено однократным замыканием контактов кнопки SA2. Теперь устройство защиты ИП от перегрузки по току готово к новой «аварии».

     Такое решение позволяет сохранить устройство нагрузки для дальнейшей эксп­луатации или минимизировать его ремонт который может быть дорогостоящим.

     При коротком замыкании в нагрузке входной ток через светодиодный излуча­тель МОП реле не течет, контакты 4 и 6 VU1 разомкнуты, соответственно в нагруз­ку не поступает питание, капсюль НА1генерирует прерывистый звук пока не будет отключена нагрузка или общее питание.

   Для наглядной световой индикации состояния узла в схему вводят простейшую индикаторную цепь с последовательно соединенными светодиодом и ограничи­тельным резистором (как вариант — показано на рисунке пунктиром). Если приме­нить мигающий светодиод в качестве HL1 (например,L-769BGR) световой эффект будет интереснее и оригинальнее.

     МОП реле КР293КП12АП можно заменить на КР293КП11АП (аналогичное по электрическим характеристикам, но с двумя группами контактов, из них один — общий) или любое другое подходящее. При такой замене важно учитывать по­стоянный род тока, чтобы ток коммутации был не менее тока нагрузки, мини­мальное время переключения реле, сопротивление контактов коммутации, пре­дельные значения входного тока и коммутируемого напряжения. Постоянные ре­зисторы типа МЛТ.

    В качестве НА1 можно применить пьезоэлектрические капсюли KPI-1410, KPX- 1212B,KPI-4510LFY-14AEFM-230, FMQ-2715, HSB-23A8 (последний вариант большой мощности) и другие аналогичные. Приведенные здесь примеры звуковых излучателей при размыкании контактов 4, 6 МОП-реле VU1 будут генерировать громкий, но однотональный звуковой сигнал в отличие от KPI-4332-12 с прерывис­тым звуком. Подключать пьезоэлектрические капсюли с встроенным генератором 34 следует согласно полярности, указанной на их корпусе.

    В налаживании устройство не нуждается. На основе приведенной схемы можно сконструировать и изготовить много полезных и перспективных источников пита­ния для аппаратуры радиолюбителя, или дополнить соответствующим узлом элек­тронной защиты уже готовые ИП промышленного изготовления с полезным током, отдаваемым в нагрузку, не более 2 А.

smoldomrem.ru № по популярности в Смоленске