Подано конструкцію захисту для блоку живлення будь-якого типу. Дана схема захисту може спільно працювати з будь-якими блоками живлення - мережевими, імпульсними та акумуляторами постійного струму. Схематична розв'язка такого блоку захисту відносно проста і складається з декількох компонентів.

Схема захисту блоку живлення

Силова частина – потужний польовий транзистор- у ході роботи не перегрівається, отже тепловідведення теж не потребує. Схема одночасно є захистом від переплюсування живлення, перевантаження та КЗ на виході, струм спрацьовування захисту можна підібрати підбором опору резистора шунта, у моєму випадку струм становить 8 Ампер, використано 6 резисторів 5 ват 0,1 Ом паралельно підключених. Шунт можна зробити також із резисторів з потужністю 1-3 ват.

Більш точно захист можна налаштувати шляхом підбору опору підстроювального резистора. Схема захисту блока живлення, регулятор обмеження струму Схема захисту блока живлення, регулятор обмеження струму

~~~При КЗ та перевантаженні виходу блоку, захист миттєво спрацює, відключивши джерело живлення. Про спрацювання захисту інформує світлодіодний індикатор. Навіть при КЗ виходу на пару десятків секунд польовий транзистор залишається холодним.

~~~Польовий транзистор не критичний, підійдуть будь-які ключі зі струмом 15-20 і вище Ампер і з робочою напругою 20-60 Вольт. Відмінно підходять ключі з лінійки IRFZ24, IRFZ40, IRFZ44, IRFZ46, IRFZ48 або потужніші - IRF3205, IRL3705, IRL2505 та подібні до них.

~~~Дана схема також відмінно підходить як захист зарядного пристрою для автомобільних акумуляторівякщо раптом переплутали полярність підключення, то з зарядним пристроємнічого страшного не станеться, захист врятує пристрій у таких ситуаціях.

~~~ Завдяки швидкій роботі захисту, її можна з успіхом застосувати для імпульсних схемПри КЗ захист спрацює швидше, ніж встигнуть згоріти силові ключі імпульсного блоку живлення. Схематика підійде також для імпульсних інверторів, як захист струму. При перевантаженні або кз у вторинному ланцюзі інвертора миттю вилітають силові транзистори інвертора, а такий захист не дасть цьому відбутися.

Коментарі
Захист від короткого замикання, переплюсування полярносі та перевантаження зібрано на окремій платі. Силовий транзистор використаний серії IRFZ44, але за бажання можна замінити більш потужний IRF3205 чи будь-який інший силовий ключ, що має близькі параметри. Можна використовувати ключі з лінійки IRFZ24, IRFZ40, IRFZ46, IRFZ48 та інші ключі зі струмом понад 20 Ампер. У ході роботи польовий транзистор залишається крижаним. тому тепловідведення не потребує.

Другий транзистор теж не критичний, у моєму випадку використаний високовольтний біполярний транзисторсерії MJE13003, але вибір великий. Струм захисту підбирається виходячи з опору шунта - в моєму випадку 6 резисторів по 0,1 Ом паралельно, захист спрацьовує при навантаженні 6-7 Ампер. Більш точно можна налаштувати обертання змінного резистора, таким чином я налаштував струм спрацьовування в районі 5 Ампер.

Потужність блоку живлення досить пристойна, вихідний струм сягає 6-7 Ампер, що цілком достатньо для зарядки автомобільного акумулятора.
Резистори шунта вибрав із потужністю 5 ват, але можна і на 2-3 ват.

Якщо все зроблено правильно, то блок починає працювати відразу, замикайте вихід, повинен загорітися світлодіодний індикатор захисту, який горітиме доти, поки вихідні дроти знаходяться в режимі КЗ.
Якщо все працює як треба, то починаємо далі. Збираємо схему індикатора.

Схема змальована із зарядника акумуляторної викрутки.Червоний індикатор свідчить про те, що є вихідна напругана виході БП зелений індикатор показує процес заряду. З таким розкладом компонентів зелений індикатор буде поступово згасати і остаточно згасне, коли напруга на акумуляторі буде 12,2-12,4 Вольт, коли акумулятор вимкнений, індикатор горіти не буде.

Короткі замикання відбуваються в будь-яких електроустановках, незалежно від їхньої складності. Навіть якщо електропроводка нова, світильники та розетки справні, а електрообладнання випущено відомими на весь світ виробниками, від коротких замикань ніхто не застрахований. І від них треба захищатись.

Пристрої захисту від аварійних режимів у мережі

Запобіжники – найбільш прості пристроїзахисту.Раніше для ліквідації аварійних режиміву побутових електропроводках застосовували лише їх. У деяких пристроях запобіжники застосовуються й досі. Причина – вони мають високу швидкодію і незамінні для захисту напівпровідникових пристроїв.

Після спрацьовування запобіжник або замінюється новий, або всередині нього змінюється плавка вставка. Вставки для того самого корпусу запобіжника випускаються різні номінали струмів. Але необхідність тримати на об'єкті чи квартирі запас плавких вставокдля оперативної заміни є недоліком запобіжників.

Найпоширенішим запобіжником у радянський часбула «корок».

Запобіжник - «пробка»

На зміну їм прийшли автоматичні пробки типу ПАР, що випускалися на струми 10, 16 і 25 А. Вони поверталися на місце пробок, були багаторазового використання і мали два захисні елементи, які називаються розчіплювачами. Один захищав від коротких замиканьі спрацьовував миттєво, другий від перевантажень і спрацьовував з витримкою часу.

Такі ж розчіплювачі мають і всі автоматичні вимикачі, що прийшли на зміну запобіжникам Миттєвий розчіплювач називають електромагнітним, тому що в основу його роботи покладено принцип втягування штока котушки при перевищенні номінального струму. Шток ударяє по клямці і пружина розмикає контактну системувимикача.

Розчіплювач, що діє з витримкою за часом, називають тепловим.Працює він за принципом терморегулятора у прасці чи електронагрівачі. Біметалічна пластина при проходженні по ній струму нагрівається і повільно згинається убік. Чим більший струм через неї, тим швидше відбувається вигин. Потім вона діє на ту саму клямку, і автомат відключається. Якщо вплив струму припинився, пластина остигає, повертається у вихідне положення, і відключення не відбувається.

У старих електрощитах ще збереглися автоматичні вимикачі в карболітовому корпусі типів А-63, А3161 або більш сучасні АЕ1030. Але всі вони вже не відповідають сучасним вимогам.

Вони зношені, та їх механічна частинаабо заіржавіла, або втратила швидкодію. І не в кожному з них є миттєвий захист від короткого замикання. У деяких апаратах встановлювався лише тепловий розчіплювач. Та й швидкість спрацьовування електромагнітного розчіплювача у автоматів цих серій нижча, ніж у модульних.

Тому такі захисні пристрої потрібно міняти на сучасні, доки вони своєю бездіяльністю не наробили справ.

Принципи побудови захисту

У багатоквартирних будинках автомати встановлені у щитку на сходовому майданчику. Для захисту квартир цього достатньо. Але якщо Ви при заміні електропроводки встановили персональний щиток, то в ньому на кожну групу споживачів краще встановити персональний автомат. Тому є кілька причин.

1. При заміні розетки вам не доведеться відключати світло в квартирі і користуватися ліхтариком.
2. Для захисту деяких споживачів ви зменшите номінальний струм автомата, що зробить їх захист чутливішим.
3. При пошкодженнях в електропроводці можна оперативно відключити аварійну ділянку та залишити в роботі інше.

У приватних будинках як вступні використовуються двополюсні вимикачі. Це необхідно для випадку помилкового перемикання на підстанції або лінії, внаслідок якого фаза опиниться дома нуля. Використання двох однополюсних вимикачів для цієї мети неприпустимо, тому що може вимкнутись той, що в нулі, а фаза залишиться.

Недоцільно використання триполюсного вимикача як еквівалент трьох однополюсних. Зняття планки, що об'єднує три полюси, не допоможе. Усередині вимикача є тяги, що відключають полюси, що залишилися при спрацьовуванні одного з них.

При застосуванні ПЗВ обов'язково захистити цю саму лінію та автоматичним вимикачем. ПЗВ захищає від струмів витоку, але не захищає від коротких замикань та перевантажень. Функції захисту від витоку та аварійних режимів роботи поєднані у диференціальному автоматі.

Вибір автоматичних вимикачів

При заміні старого автоматичного вимикача новий встановлюйте на той самий номінальний струм. За вимогами Енергозбуту номінальний струм вимикача приймається виходячи з максимально дозволеного навантаження.

Розподільна мережа влаштована таким чином, що з наближенням джерела електропостачання номінальні струми апаратів захисту збільшуються. Якщо ваша квартира включена через однофазний автоматичний вимикач на 16 А, всі квартири в під'їзді можуть бути підключені до трифазного автомата на 40 А і рівномірно розподілені по фазах. Якщо при короткому замиканні ваш автомат не відключиться, через деякий час від перевантаження спрацює захист у під'їзного. Кожен наступний захисний пристрій резервує попередній.Тому не варто завищувати значення номінального струму автоматичного вимикача. Він може не спрацювати (не вистачить струму) або відключиться разом із групою споживачів.

Сучасні модульні автоматичні вимикачі випускаються з характеристиками «В», «С» та «D». Відрізняються вони кратністю струмів спрацьовування відсічення.

Будьте уважні із застосуванням автоматів із характеристиками «D» та «В».

І пам'ятайте: якщо коротке замикання не вимкнути, воно призведе до пожежі. Подбайте про справність захисту та живіть спокійно.

Електронні трансформатори почали входити до моди зовсім недавно. По суті він є імпульсним блоком живлення, який призначений для зниження мережевих 220 Вольт до 12 Вольт. Такі трансформатори застосовуються для живлення галогенних ламп 12 Вольт. Потужність ЕТ на сьогодні 20-250 Ватт. Конструкції майже у всіх подібних схем схожі один з одним. Це простий напівмостовий інвертор, досить нестабільний у роботі. Схеми позбавлені захисту від КЗ на виході імпульсного трансформатора. Ще одним недоліком схеми є те, що генерація відбувається лише тоді, коли на вторинну обмотку трансформатора підключають навантаження певної величини. Я вирішив написати статтю, оскільки вважаю, що ЕТ може бути використаний у радіоаматорських конструкціях як джерело живлення, якщо внести деякі прості альтернативні рішення до схеми ЕТ. Суть ситуації - доповнити схему захистом від КЗ і змусити ЕТ вмикатися при подачі мережевої напругита без лампочки на виході. Насправді переробка досить проста і не потребує особливих навичок в електроніці. Схема показана нижче, червоним – зміни.

На платі ЕТ ми можемо побачити два трансформатори - основний (силовий) та трансформатор ОС. Трансформатор ОС містить 3 окремі обмотки. Дві з них є базовими обмотками силових ключів і складаються з трьох витків. На цьому трансформаторі є ще одна обмотка, яка складається всього з одного витка. Ця обмотка послідовно підключена до обмотки мережного імпульсного трансформатора. Саме цю обмотку потрібно зняти та замінити перемичкою. Далі потрібно пошукати резистор із опором 3-8 Ом (від його величини залежить спрацьовування захисту від КЗ). Потім беремо провід діаметром 0,4-0,6мм і мотаємо два витки на імпульсному трансформаторі, потім 1 виток на трансформаторі ОС. Резистор ОС підбираємо з потужністю від 1 до 10 Вт, він буде нагріватися, і досить сильно. У моєму випадку використаний дротяний резистор з опором 6,2 Ом, але не раджу використовувати їх, оскільки дріт має деяку індуктивність, що може вплинути на подальшу роботу схеми, хоча сказати не можу - час покаже.

При КЗ на виході відразу спрацює захист. Справа в тому, що струм у вторинній обмотці імпульсного трансформатора, а також на обмотках трансформатора ОС різко спаде, це призведе до замикання ключових транзисторів. Для згладжування мережевих перешкод на вході живлення встановлено дросель, який був випаяний від іншого ДБЖ. Після діодного мосту бажано встановити електролітичний конденсаторз напругою не менше 400 Вольт, ємність підібрати, виходячи від розрахунку 1мкФ на 1 ват.

Але навіть після переробки не варто замикати вихідну обмотку трансформатора більше 5 секунд, оскільки силові ключі будуть грітися і можуть вийти з ладу. Перероблений таким чином імпульсний БП увімкнеться без вихідного навантаження взагалі. При КЗ на виході генерація зривається, але схема не постраждає. Звичайний ЕТ при замиканні виходу, просто миттєво згоряє:

Продовжуючи експериментувати з блоками електронних трансформаторів для живлення галогенних ламп, можна доопрацювати сам імпульсний трансформатор, наприклад, для отримання підвищеної двополярної напруги для живлення автомобільного підсилювача.

Трансформатор в ДБЖ галогенних ламп виконаний на феритовому кільці, і на вигляд з цього кільця можна вичавлювати потрібні вати. З кільця було знято всі заводські обмотки і на їх місце були намотані нові. Трансформатор на виході повинен забезпечувати двополярну напругу – 60 вольт на плече.

Для намотування трансформатора використовувався провід від китайських звичайних залізних трансформаторів (входили до комплекту приставки сього). Провід – 0,4 мм. Первинна обмотка - мотається 14-ма жилами, спочатку 5 витків по всьому кільцю, провід не відрізаємо! Після намотування 5 витків робимо відвід, скручуємо провід і мотаємо ще 5. Таке рішення позбавить важкого фазування обмоток. Первинна обмотка готова.

Вторинка мотається також. Обмотка складається з 9-ти жил того ж дроту, одне плече складається з 20 витків, теж мотається по всьому каркасу, потім відвід і мотаємо ще 20 витків.

Для очищення лаку я просто підпалив дроти запальничкою, потім очистив їх монтажним ножем і витер кінчики розчинником. Мушу сказати - працює чудово! На виході отримав необхідні 65 вольт. У подальших статтях ми розглянемо такі варіанти, а також додамо випрямляч на виході, перетворюючи ЕТ на повноцінний імпульсний блокхарчування, який може бути використаний практично для будь-яких цілей.

Це невеликий блок універсального захисту від короткого замикання, що призначений для використання в мережевих мережах. Вона спеціально розроблена так, щоб вписатися в більшість блоків живлення без переробки їхньої схеми. Схема, незважаючи на наявність мікросхеми, дуже проста для розуміння. Збережіть її на комп'ютер, щоб побачити у кращому розмірі.

Щоб спаяти схему вам знадобиться:

1. 1 - TL082 здвоєний ОУ
2. 2 - 1n4148 діод
3. 1 - tip122 транзистор NPN
4. 1 - BC558 транзистор PNP BC557, BC556
5. 1 - резистор 2700 ом
6. 1 - резистор 1000 ом
7. 1 - резистор 10 кому
8. 1 - резистор 22 кому
9. 1 - потенціометр 10 кому
10. 1 - конденсатор 470 мкф
11. 1 - конденсатор 1 мкф
12. 1 - нормально закритий вимикач
13. 1 - реле моделі Т74 "G5LA-14"

Підключення схеми до БП

Тут резистор з низьким значенням опору послідовно з'єднаний з виходом джерела живлення. Як тільки струм починає текти через нього, з'явиться невелике падіння напруги і ми будемо використовувати це падіння напруги, щоб визначити, чи є живлення результатом перевантаження чи короткого замикання. В основі цієї схеми операційний підсилювач (ОУ) включений як компаратор.

• Якщо напруга на неинвертирующем виході вище, ніж інвертує, то виході встановлюється " високий " рівень.
• Якщо напруга на неинвертирующем вихід нижче, ніж інвертує, то виході встановлюється " низький " рівень.

Правда це не має нічого спільного з логічним 5-вольтовим рівнем звичайних мікросхем. Коли ОУ знаходиться у "високому рівні", його вихід буде дуже близьким до позитивного потенціалу напруги живлення, тому якщо живлення +12 В, " високий рівеньбуде наближатися до +12 В. Коли ОУ знаходиться в "низькому рівні", його вихід буде майже на мінусі напруги живлення, тому, близько до 0 В.

При використанні ОУ як компараторів, ми зазвичай маємо вхідний сигнал та опорну напругу для порівняння цього вхідного сигналу. Отже, у нас є резистор із змінною напругою, яка визначається відповідно до струму, що тече через нього та опорною напругою. Цей резистор є найважливішою частиною схеми. Він підключений послідовно із харчуванням вихідного. Вам необхідно вибрати резистор, падіння напруги на якому становить приблизно 0.5-0.7 вольт при перевантаженні струму, що проходить через нього. Струм перевантаження з'являється в той момент, коли схема захисту спрацьовує та закриває вихід живлення для запобігання пошкодженням на ньому.

Ви можете вибрати резистор, використовуючи закон Ома. Перше, що потрібно визначити, є навантаження струмом блоку живлення. Для цього потрібно знати максимальний допустимий струм блоку живлення.

Допустимо, ваш блок живлення може видати 3 ампери (при цьому напруга блоку живлення не має значення). Отже, ми отримали Р = 0,6 В/3 А. Р = 0.2 Ом. Наступне, що ви повинні зробити, це розрахувати потужність, що розсіюється, на цьому резисторі за формулою: Р=V*I. Якщо ми використовуємо наш останній приклад, то отримаємо: Р = 0.6 * 3 А. Р = 1,8 Вт - 3 або 5 Вт резистора буде більш ніж достатньо.

Щоб змусити працювати схему, ви повинні подати на неї напругу, яка може бути від 9 до 15 В. Для калібрування подайте напругу на інвертуючий вхід ОУ і поверніть потенціометр. Ця напруга збільшуватиметься або зменшуватиметься залежно від сторони, куди ви повертаєте її. Значення необхідно скоригувати відповідно до коефіцієнта посилення вхідного каскаду 0.6 Вольт (щось близько 2.2 до 3 вольт якщо ваш підсилювальний каскад схожий на мій). Ця процедура займає деякий час, і найкращий спосіб для калібрування це метод наукового тику. Вам може знадобитися налаштувати більше висока напругана потенціометрі, так щоб захист не спрацьовував на піках навантаження. Завантажити файл проекту.

Для захисту блоку живлення під час конструювання різних схемрекомендується на вихід БП додати вузол захисту від перевантаження струмом. Проста схемапристрою побудована із застосуванням тиристора як керуючий елемент захисту за напругою.

Поки напруга живлення на вході знаходиться в межах норми, стабілітрон та тиристор закриті, струм протікає у навантаження. При перевищенні напруги живлення понад 15,2В, відкривається стабілітрон, і слідом за ним тиристор, так як між його катодом і керуючим електродом є різниця потенціалів, достатня для його відмикання. Під'єднаний паралельно до виходу джерела живлення тиристор VS1 при перевантаженні обриває плавкий запобіжник протягом декількох мікросекунд, якщо вихідна напруга виявиться понад допустиму. Поріг відкривання тиристора, зокрема, спрацьовування захисту, залежить від технічних даних стабилитрона. При перегоранні запобіжника включиться п'єзовипромінювач звуку з вбудованим генератором, який просигналізує про зовнішню несправність, який також індикує про можливе коротке замикання в навантаженні. Сигналізатор звучатиме, доки не буде вимкнено загальне живлення або пристрій навантаження.

Відео роботи схеми захисту джерела живлення