Для защиты источников постоянного напряжения с напряжением от 4.5В до 10В от короткого замыкания или перегрузки можно использовать устройство собранное по схеме:
Последовательно с нагрузкой (Rнагр.) соединяется полевой транзистор VT1 и катушка L1. Диод VD1 нужен для сброса энергии катушки в момент когда транзистор VT1 закрывается, этот диод д.б. рассчитан на такой же ток который течёт в нагрузке но если индуктивность катушки будет небольшой то скачек тока будет короткий и поэтому достаточно будет диода для которого этот ток будет импульсный, известно что максимальный импульсный ток у диодов, как правило, больше максимального прямого постоянного тока. Выход датчика Холла подключен к инвертирующему выводу компаратора LM311. Катушку L1 надо установить так чтобы при увеличении тока через неё, магнитный поток становился таким чтобы напряжение на выходе датчика холла увеличивалось. Понять примерно как надо ориентировать катушку относительно датчика можно по картинке:
Если нужного эффекта не удалось добиться с первого раза то катушку можно перевернуть другой стороной к датчику или поменять полярность питания или повернуть сам датчик относительно катушки. Количество витков и диаметр провода катушки зависит от максимального и нормального токов нагрузки. Для больших токов дорожки и провода должны быть толстыми для того чтобы не перегореть.
Работает схема так: при подаче питания на выходе компаратора устанавливается низкий уровень напряжения (т.к. транзистор внутри него открывается). При нажатии на кнопку SB1 напряжение на неинвертирующем входе компаратора увеличивается до напряжения питания и становиться больше напряжения на инвертирующем входе поэтому напряжение на выходе этого компаратора становиться высоким и открывается транзистор VT1, через нагрузку и катушку начинает идти ток. Когда в нагрузке возникает короткое замыкание или нагрузка становиться слишком большой увеличивается магнитная индукция катушки и на выходе датчика Холла увеличивается напряжение и когда оно становиться больше напряжения на неинвертирующем выводе компаратора (это напряжение установлено потенциометром) на выходе компаратора напряжение уменьшается до почти нуля и из за обратной связи оно также уменьшается на неинвертирующем выводе компаратора в следствии чего транзистор остаётся закрытым до тех пор пока снова не будет нажата кнопка.
Если нужно устройство для защиты источника питания с напряжением больше 10В то схему на рисунке 1 можно дополнить стабилитроном или стабилизатором напряжения для питания управляющей части более низким напряжением:
Преимущество данной схемы перед схемами с шунтом для измерения напряжения заключается в том что у катушки м.б. гораздо меньшее активное сопротивление а также катушка сильно замедляет увеличение тока что даёт больше времени устройству сработать прежде чем источник питания перегорит. Плюс к этому полевой транзистор имеет очень низкое активное сопротивление в открытом состоянии и большое быстродействие.
КАРТА БЛОГА (содержание)
Рисунок 1 - Устройство защиты от короткого замыкания
Последовательно с нагрузкой (Rнагр.) соединяется полевой транзистор VT1 и катушка L1. Диод VD1 нужен для сброса энергии катушки в момент когда транзистор VT1 закрывается, этот диод д.б. рассчитан на такой же ток который течёт в нагрузке но если индуктивность катушки будет небольшой то скачек тока будет короткий и поэтому достаточно будет диода для которого этот ток будет импульсный, известно что максимальный импульсный ток у диодов, как правило, больше максимального прямого постоянного тока. Выход датчика Холла подключен к инвертирующему выводу компаратора LM311. Катушку L1 надо установить так чтобы при увеличении тока через неё, магнитный поток становился таким чтобы напряжение на выходе датчика холла увеличивалось. Понять примерно как надо ориентировать катушку относительно датчика можно по картинке:
Рисунок 2 - Правильная ориентация катушки относительно датчика Холла
Если нужного эффекта не удалось добиться с первого раза то катушку можно перевернуть другой стороной к датчику или поменять полярность питания или повернуть сам датчик относительно катушки. Количество витков и диаметр провода катушки зависит от максимального и нормального токов нагрузки. Для больших токов дорожки и провода должны быть толстыми для того чтобы не перегореть.
Работает схема так: при подаче питания на выходе компаратора устанавливается низкий уровень напряжения (т.к. транзистор внутри него открывается). При нажатии на кнопку SB1 напряжение на неинвертирующем входе компаратора увеличивается до напряжения питания и становиться больше напряжения на инвертирующем входе поэтому напряжение на выходе этого компаратора становиться высоким и открывается транзистор VT1, через нагрузку и катушку начинает идти ток. Когда в нагрузке возникает короткое замыкание или нагрузка становиться слишком большой увеличивается магнитная индукция катушки и на выходе датчика Холла увеличивается напряжение и когда оно становиться больше напряжения на неинвертирующем выводе компаратора (это напряжение установлено потенциометром) на выходе компаратора напряжение уменьшается до почти нуля и из за обратной связи оно также уменьшается на неинвертирующем выводе компаратора в следствии чего транзистор остаётся закрытым до тех пор пока снова не будет нажата кнопка.
Если нужно устройство для защиты источника питания с напряжением больше 10В то схему на рисунке 1 можно дополнить стабилитроном или стабилизатором напряжения для питания управляющей части более низким напряжением:
Рисунок 3 - Устройство защиты от короткого замыкания с питанием более 10В
Преимущество данной схемы перед схемами с шунтом для измерения напряжения заключается в том что у катушки м.б. гораздо меньшее активное сопротивление а также катушка сильно замедляет увеличение тока что даёт больше времени устройству сработать прежде чем источник питания перегорит. Плюс к этому полевой транзистор имеет очень низкое активное сопротивление в открытом состоянии и большое быстродействие.
