|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Bezpiecznik elektroniczny resetowalny
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Ochrona sprzętu przed awaryjną pracą sieci Proponowany bezpiecznik elektroniczny monitoruje rezystancję obciążenia. Nie tylko wyłącza go w przypadku przeciążenia, ale także powraca do pierwotnego trybu, gdy rezystancja obciążenia powróci do normy. Opisany w artykule [1] szybki bezpiecznik elektroniczny automatycznie załącza obciążenie w momencie włączenia zasilania, jeśli nie ma w nim zwarcia lub przeciążenia. W przypadku przeciążenia bezpiecznik odłącza obciążenie. Aby go ponownie włączyć, należy nacisnąć przycisk „Start” bezpiecznika lub wyłączyć i ponownie włączyć zasilanie, co nie zawsze jest wygodne. Proponowane urządzenie, opracowane na podstawie poprzedniego, jest w pełni automatyczne. Nie ma organów zarządzających. Urządzenie określa przydatność ładunku przez jego rezystancję. Jeśli jest większy niż dopuszczalny limit, obciążenie jest automatycznie podłączane do źródła zasilania. W przeciwnym razie urządzenie odłącza obciążenie zgodnie z funkcją bezpiecznika. Przez krótki czas (około 10 µs) obciążenie jest okresowo podłączane do źródła zasilania poprzez rezystory ograniczające prąd. W tym czasie bezpiecznik elektroniczny mierzy rezystancję obciążenia i, jeśli powróci do dopuszczalnego limitu, sam powraca do normalnego stanu po awaryjnym wyłączeniu obciążenia. Bezpiecznik elektroniczny jest podłączony między zasilaczem a obciążeniem. Urządzenie może pracować przy napięciu od 12 do 30 V i prądzie obciążenia do 20 A. Opracowano dwie wersje urządzenia: z przełączaniem przewodu ujemnego lub dodatniego zasilania obciążenia. Schemat pierwszego wariantu pokazano na ryc. 1, drugi - na ryc. 2. Komponenty pełniące tę samą funkcję są oznaczone tak samo.
Urządzenie (patrz rys. 1) posiada dwa obwody kontroli obciążenia: wstępny (na komparatorze DA3) i główny (na komparatorze DA4). Rezystancja obciążenia jest mierzona, gdy jest ona podłączona przez tranzystor VT1 przez rezystory R2 i R3. Jeżeli rezystancja obciążenia jest większa niż próg roboczy ustawiony przez rezystor strojenia R7, otwiera się główny tranzystor przełączający VT2, który łączy obciążenie ze źródłem zasilania. Prąd obciążenia w trybie normalnym monitoruje obwód główny na komparatorze DA4. Jeśli przekroczy próg odpowiedzi ustawiony przez rezystor trymera R14, główny tranzystor przełączający VT2 zamknie się. Obwód wstępny oparty na komparatorze DA3 zaczyna działać, co pozwoli na ponowne otwarcie głównego przełączającego tranzystora polowego VT2, gdy rezystancja obciążenia powróci do dopuszczalnego limitu. Do sterowania tranzystorem VT2, podobnie jak w poprzednim urządzeniu [1], zastosowano przerzutnik RS na elementach DD1.2 i DD1.3. Zaletą takiego przerzutnika jest to, że umożliwia logicznie jednoczesną obecność aktywnych sygnałów sterujących na obu wejściach sterujących. Dominuje sygnał sterujący, który bezpośrednio wpływa na wykorzystywane wyjście [2]. W naszym przypadku zastosowane bezpośrednie wyjście przerzutnika RS (pin 3 DD1) jest zdominowane przez aktywny sygnał wysokiego poziomu na wejściu instalacyjnym S (pin 1 DD1). W przypadku przerzutnika RS wykonanego na elementach OR-NOT aktywny poziom wyjściowego sygnału bezpośredniego jest niski, dlatego do sterowania tranzystorem VT2 używany jest falownik na elemencie DD1.4. Wejście R RS-flip-flop (pin 8 DD1) jest podłączone do wyjścia komparatora DA4 (pin 9 - otwarty kolektor). W momencie włączenia zasilania i podczas stanów nieustalonych tranzystor VT2 jest zamknięty, ponieważ obwód R1C2 dostarcza napięcie zasilania przez stabilizator DA1 do mikroukładów DD1 i DA2 później niż do komparatorów DA3 i DA4. Napięcie na wejściu nieodwracającym (styk 3) komparatora DA4 jest większe niż napięcie na jego wejściu odwracającym (styk 4), więc tranzystor wyjściowy komparatora (styki 2 i 9) jest zamknięty. Jak tylko zasilanie zostanie dostarczone do układu DD1, wysoki poziom z wyjścia DA4 (styk 9) ustawi przerzutnik RS w stan wysokiego poziomu na styku 3 DD1. Wyjście falownika DD1.4 i bramki tranzystora VT2 jest niskie, więc jest zamknięte. W tym stanie tranzystor VT2 będzie działał, dopóki górne wejście elementu DD1.2 w obwodzie nie otrzyma wyzwalającego krótkiego impulsu wysokiego poziomu. Jest generowany na wyjściu elementu DD1.1, gdy impulsy niskiego poziomu pojawiają się jednocześnie na jego wejściach. Impulsy wyzwalające są odbierane na górnym wejściu elementu DD1.1 zgodnie z obwodem - krótkie impulsy o niskim poziomie wysokiego współczynnika wypełnienia, które są generowane przez generator na zegarze DA2, rezystorach R4, R5 i kondensatorze C4. Czas trwania impulsu wynosi R5C4ln2 ~ 25 µs, a okres ich powtarzania to (R4+2R5)C4ln2 = 2 ms [3]. Po zasileniu timera DA2 pierwszy impuls na jego wyjściu 3 pojawia się z opóźnieniem (R4+R5)C4ln2 = 2 ms na czas trwania stanów nieustalonych początkowej instalacji przerzutnika RS DD1.2, DD1.3. Każdy impuls wyzwalający z wyjścia 3 timera DA2 trafia do górnego wejścia elementu DD1.1 zgodnie z obwodem i jednocześnie przez falownik na tranzystorze VT3 już w postaci krótkiego impulsu wysokiego poziomu - do bramki tranzystora VT1, która otwierając się, łączy obciążenie ze źródłem zasilania przez rezystory R2 i R3. Nie tylko ograniczają prąd obciążenia, ale także tworzą obwód do pomiaru jego rezystancji: punkt połączenia tych rezystorów jest podłączony do wejścia nieodwracającego (styk 3) komparatora DA3. Obwód R4-R6 jest podłączony do wejścia odwracającego (styk 8) tego komparatora. Pozycja rezystora trymera R7 określa rezystancję obciążenia, przy której przełącza się komparator DA3. Po włączeniu zasilania tranzystor VT1 jest zamknięty, więc napięcie na wejściu nieodwracającym komparatora DA3 będzie zawsze większe niż napięcie na jego wejściu odwracającym, a więc tranzystor wyjściowy komparatora (styki 2 i 9 ) zamknięte. Pojedynczy sygnał na dolnym wejściu elementu DD1.1 zapewnia niski poziom na jego wyjściu i odpowiednio na wejściu S przerzutnika RS, który w ten sposób zachowa swój pierwotny stan. Jeżeli przy otwartym tranzystorze VT1 rezystancja obciążenia jest mniejsza niż dopuszczalna granica, wówczas napięcie na wejściu nieodwracającym komparatora DA3 będzie większe niż napięcie na jego wejściu odwracającym. Na wyjściu (pin 9) komparatora DA3 pozostanie ten sam stan, który był wtedy, gdy tranzystor VT1 był zamknięty. Wysoki poziom z wyjścia komparatora DA3, idący do dolnego wejścia elementu DD1.1, blokuje przepływ impulsów wyzwalających z wyjścia timera DA2, aż zniknie przeciążenie wyjścia bezpiecznika elektronicznego. Jeżeli przy otwartym tranzystorze VT1 rezystancja obciążenia jest większa niż dopuszczalna granica, wówczas napięcie na wejściu odwracającym komparatora DA3 będzie większe niż napięcie na jego wejściu nieodwracającym. Tranzystor wyjściowy komparatora DA3 (piny 2 i 9) jest otwarty. Na wejściach elementu DD1.1 będą nakładać się (z niewielkim przesunięciem) w czasie krótkie impulsy niskopoziomowe. Na wyjściu tego elementu zostanie wygenerowany krótki impuls wysokiego poziomu, który przełączy przerzutnik RS na wejściu S w stan o niskim poziomie na wyjściu. W tym czasie na wejściu R z komparatora DA4 jest już wysoki poziom. Ale sygnał na wejściu S ma wyższy priorytet, więc wyjście wyzwalacza jest niskie. W rezultacie pojedynczy sygnał z wyjścia falownika DD1.4 otworzy tranzystor VT2. Jeśli prąd obciążenia jest mniejszy niż limit działania zabezpieczenia, komparator DA4 przejdzie w stan stabilny z niskim poziomem wyjściowym. Otwarty tranzystor VT2 ustawia małe (ułamek wolta) napięcie na nieodwracającym wejściu komparatora DA3, niezależnie od stanu tranzystora VT1. Napięcie na wejściu odwracającym DA3 jest zbliżone do około połowy napięcia wejściowego. Ponieważ pin 9 komparatora DA3 ma stabilny niski poziom, impulsy wyzwalające z wyjścia timera DA2 przez element DD1.1 zapisują aktualny stan przerzutnika RS. Jeśli prąd obciążenia przekracza dopuszczalny limit, komparator DA4 przełącza się tak, że jego tranzystor wyjściowy zamyka się. Pojedynczy sygnał ustawi wysoki poziom na wyjściu wyzwalacza i odpowiednio niski poziom na wyjściu falownika DD1.4, w wyniku czego tranzystor VT2 zamknie się i wyłączy obciążenie.
Podobnie działa bezpiecznik elektroniczny z przełączaniem przewodu dodatniego (rys. 2). Wyróżnia się zastosowaniem tranzystorów p-kanałowych VT1 i VT2. Ponieważ sygnały sterujące muszą być doprowadzone do bramek tranzystorów w odniesieniu do ich źródeł podłączonych do dodatniego przewodu zasilającego, są one odwrócone. Dlatego falowniki na elemencie DD1.4 i tranzystorze VT3 nie są używane. Konstrukcja i detale. Bezpiecznik elektroniczny wykonany jest poprzez montaż powierzchniowy na płytce drukowanej o wymiarach 35x70 mm z dwustronnej folii z włókna szklanego. Rysunki planszy pokazano na ryc. 3 (do przełączania przewodu ujemnego zgodnie ze schematem na ryc. 1) i na ryc. 4 (do przełączania przewodu dodatniego zgodnie ze schematem na ryc. 2). Wszystkie części, z wyjątkiem tranzystora VT2, są zamontowane po jednej stronie płytki, folia z drugiej strony służy jako radiator dla zainstalowanego na niej tranzystora VT2.
Zintegrowany zegar KR1006VI1 (DA2) można zastąpić obcym analogiem NE555N. LED HL1 - dowolna małej mocy. Tranzystor KT361A (VT3) można zastąpić KT361B-KT361E. Zalecenia dotyczące doboru pozostałych składników są takie same jak w poprzednim artykule [1].
Założenie urządzenia sprowadza się do ustawienia progów przełączania dla komparatorów DA3 i DA4 z rezystorami dostrajającymi R7 i R14. Do wejścia podłączony jest zasilacz laboratoryjny, a do wyjścia amperomierz i reostat połączone szeregowo, ustawione w pozycji maksymalnej rezystancji. Do wyjścia komparatora DA3 (pin 9) w stosunku do pinu 2 podłączony jest oscyloskop, izolowany galwanicznie przez zasilanie. Silnik dostrojonego rezystora R7 jest zainstalowany u góry zgodnie ze schematem na ryc. 1 pozycja, silnik R14 - do dołu i włącz zasilanie. Bezpiecznik musi łączyć obciążenie, które jest określane przez świecenie wskaźnika HL1 i odczyty amperomierza. Oscyloskop - pokaż obecność krótkich impulsów o amplitudzie około 9 V. Zmniejsz rezystancję reostatu, aż amperomierz pokaże prąd zadziałania zabezpieczenia. Następnie suwak dostrojonego rezystora R14 jest przesuwany w górę zgodnie ze schematem na ryc. 1 do momentu odłączenia obciążenia. Dioda HL1 powinna zgasnąć. Następnie przesuń rezystor trymera silnika R7 w dół obwodu (patrz rys. 1), aż znikną impulsy na wyjściu komparatora DA3. Zwiększając rezystancję obciążenia, sprawdź, czy urządzenie automatycznie łączy je ze źródłem zasilania. Spadek rezystancji obciążenia, w tym zwarcie, powinien spowodować jego wyłączenie po około 10 μs. W przypadku przeciążenia w momencie włączenia, bezpiecznik elektroniczny nie może łączyć obciążenia. Bezpiecznik elektroniczny zmontowany zgodnie ze schematem na ryc. 2 są regulowane w ten sam sposób, z tą tylko różnicą, że suwak rezystora przycinania R7 jest wstępnie ustawiony w dolnej pozycji zgodnie ze schematem i przesunięty w górę, a suwak rezystora przycinania R14 jest ustawiony w górnej pozycji zgodnie ze schematem i Ruszył w dół. Parametry impulsów wyzwalających można zmieniać wybierając rezystory R4 i R5. Jeżeli nie ma potrzeby monitorowania rezystancji bez obciążenia co 2 ms, to rezystancję rezystora R4 można zwiększyć do 2 MΩ. W takim przypadku czas trwania impulsów wyzwalających wzrośnie proporcjonalnie. Zmniejszając rezystancję rezystora R5, pożądane jest skrócenie czasu trwania impulsów do minimalnej wystarczającej wartości, przy której urządzenie niezawodnie łączy obciążenie w całym zakresie napięcia zasilania. Pożądany jest pomiar czasu otwarcia tranzystora VT2 w stanie zwarcia wyjścia przy maksymalnym napięciu zasilania i obliczenie energii rozpraszanej impulsu prądowego, jak opisano w poprzednim artykule [1]. Jeśli przekroczy dopuszczalny limit, zmniejsz rezystancję rezystora R5, a jeśli urządzenie przestanie się uruchamiać, zmniejsz maksymalne dopuszczalne napięcie zasilania lub wybierz mocniejszy tranzystor VT2 [4, 5]. Możliwe jest ustawienie bezpiecznika elektronicznego w taki sposób, aby komparatory DA3 i DA4 przełączały się przy różnych rezystancjach obciążenia. Konieczność tego może zaistnieć przy podłączaniu obciążenia o nieliniowej charakterystyce prądowo-napięciowej. literatura
Autor: A. Łunajew, Kursk; Publikacja: radioradar.net
Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie
04.05.2024 Sterowanie obiektami za pomocą prądów powietrza
04.05.2024 Psy rasowe chorują nie częściej niż psy rasowe
03.05.2024
▪ Wykorzystanie lalek w medycynie ▪ Nowy układ S5H1406 do odbiornika telewizji cyfrowej
▪ część witryny internetowej elektryka. UEP. Wybór artykułów ▪ artykuł Wyślij od Poncjusza do Piłata. Popularne wyrażenie ▪ Jakie były skutki I wojny światowej dla krajów Ameryki Łacińskiej? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Heinricha Hertza. Biografia naukowca ▪ artykuł Magnes na ołówek. Sekret ostrości
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony