고전류 장비 보호 장치. 계획, 설명

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제안된 장치는 DC 전압원(UMZCH, 트랜시버 등)에서 상당한 펄스 전류를 소비하는 장비를 보호하도록 설계되었습니다. 장치는 공급 전압이 과도하게 증가하거나 감소하는 경우 부하를 차단합니다. 보호 임계값은 넓은 범위에서 조정할 수 있습니다. 장치의 크기가 작기 때문에 전원이 공급되는 부하에 통합할 수 있습니다.

고출력 저전압 무선 장비가 자동차 배터리를 포함한 임의의 비표준 소스에 의해 전원이 공급되는 경우 역 극성 및 허용할 수 없는 공급 전압(너무 높거나 낮음)으로부터 보호하는 것이 매우 중요합니다. 첫 번째 경우에는 고전적인 트릭을 적용할 수 있습니다. 퓨즈와 강력한 다이오드는 음극으로 양극으로 연결되고 양극은 음극 전원 버스에 연결됩니다. 두 번째 경우에는 부하 전력선에 포함되어 부하에 내장할 수 있는 제안된 장치가 개발되었습니다. 장치의 구성표는 그림 1에 나와 있습니다. 하나.

고전류 장비 보호 장치. 장치 다이어그램

부하는 비교기 모드에서 작동하는 병렬 전압 조정기 KR4905EN1(DA142 및 DA19)라는 두 개의 미세 회로에 의해 제어되는 강력한 핵심 p-채널 전계 효과 트랜지스터 IRF1(VT2)에 의해 전환됩니다. KR142EN19 초소형 회로의 입력 전압이 스위칭 임계값(2,5V)보다 낮으면 초소형 회로가 닫히고 약 1μA의 전류를 소비합니다. 그렇지 않으면 미세 회로를 통과하는 전류가 급격히 증가하므로(약 2A/V의 가파름) 100mA를 초과하지 않도록 외부 요소에 의해 제한됩니다. DA1 칩에는 공급 전압의 증가에 응답하고 DA2에는 감소에 응답하는 노드가 조립됩니다. 장치의 특성은 그림 2에 나와 있습니다. XNUMX.

고전류 장비 보호 장치. 일정

공급 전압의 부드러운 증가를 고려하십시오. 10V 미만이면 두 미세 회로가 모두 닫히고 저항 R7을 통과하는 전류가 작아집니다. 이 저항 양단의 전압은 트랜지스터 VT1을 열기에 충분하지 않고 부하가 꺼지고 HL1 LED가 꺼집니다. 공급 전압이 10V로 상승하면 DA2 칩의 제어 입력 전압이 2,5V에 도달하고 칩이 열립니다. 이를 통한 전류가 증가하고 저항 R7의 전압이 증가하며 트랜지스터가 열리고 부하를 연결합니다. 개방형 트랜지스터 VT1(0,02 Ohm)의 낮은 채널 저항으로 인해 전압 강하가 작고 거의 모든 입력 전압이 부하에 공급됩니다. LED HL1은 부하의 온 상태를 나타냅니다. 공급 전압이 16V에 도달하면 DA 1 칩이 열리고 전압이 2V를 초과하지 않으므로 DA 2 칩이 닫히고 VT1 트랜지스터도 닫히고 부하가 차단됩니다. HL1 LED가 꺼집니다.

공급 전압이 부드럽게 감소하면 부하가 15V에서 켜지고 9V에서 꺼집니다. 따라서 각 스위칭 임계값에는 히스테리시스가 있어 스위칭의 신뢰성을 높이고 부하의 다중 스위칭을 제거합니다. 불안정한 공급 전압이 임계값 수준에서 변동하는 경우. 상한 임계 값의 히스테리시스는 저항 R6을 통해 포지티브 피드백을 사용하여 수행되며, 하한 임계 값은 저항 R8을 통해 수행됩니다. 위에 표시된 응답 임계 값은 넓은 범위에서 변경할 수 있습니다. 위쪽은 튜닝 저항 R1, 아래쪽은 R4입니다. 저항 R 6의 저항을 높이면 상위 임계값 R 8 - 하위의 히스테리시스가 감소합니다. 간섭의 영향을 줄이기 위해 커패시터 C1 및 C3은 마이크로 회로의 네거티브 피드백 회로에 포함되지만 장치의 속도를 감소시키는 점에 유의해야 합니다. 부하 전류가 10A이면 개방형 트랜지스터 VT1의 전압 강하가 0,2V를 초과하지 않고 전력 손실이 2W를 넘지 않으므로 방열판 없이 트랜지스터를 사용할 수 있습니다. 20A에서 전력 손실은 8W에 달할 수 있으므로 소형 방열판 또는 병렬로 연결된 30개의 트랜지스터가 필요합니다. 리플을 고려한 공급 전압은 마이크로 회로의 최대 허용 전압인 XNUMXV보다 낮아야 합니다.

구조 및 세부 사항

트랜지스터 IRF 4905(VT 1) - TO-220 패키지의 p-채널 또는 TO-4905 패키지의 IRF262L이 있는 전계 효과, TO-5305AA 패키지의 IRFU251를 사용할 수도 있습니다. KR142EN19 칩(DA1 및 DA2)은 외국 아날로그 TL 431 CLR로 교체할 수 있습니다. 모든 커패시터 - K10-17 또는 이와 유사한 수입, 고정 저항 - P1-4, MLT, S2-33, 튜닝 - SPZ-19. 이 부품의 경우 보드가 계산되며 그 그림은 그림 3에 나와 있습니다. XNUMX. 단면 호일 유리 섬유로 만들어졌습니다.

고전류 장비 보호 장치. 인쇄 회로 기판 및 요소 레이아웃

장치의 전체 치수를 줄여야 하는 경우 표면 장착 부품을 사용해야 합니다. 트랜지스터 VT 1 IRF 4905 S - D 2-Pak 패키지 또는 IRFR 5305 - D - Pak 패키지, DA1 및 DA2 TL431CD 미세 회로 - SOP -8 패키지, PVZ 트리머, 고정 저항 및 커패시터 - 크기 1206. 이러한 부품에 대한 인쇄 회로 기판 도면이 그림에 나와 있습니다. 4, 장착된 보드의 사진 - 무화과. 5.

고전류 장비 보호 장치. 인쇄 회로 기판

고전류 장비 보호 장치. 요소의 위치

고전류 장비 보호 장치. 장치의 모양

LED HL1은 모든 저전력 가시 광선 스펙트럼을 적용할 수 있습니다. 저항 R 9의 저항은 최대 부하 공급 전압에서 LED를 통과하는 전류가 최대 허용 값을 초과하지 않도록 선택됩니다. LED HL1 및 저항 R9는 표면 실장으로 기판 외부에 설치됩니다. 이러한 요소는 부하에 자체 표시가 없는 경우에만 필요합니다.

설립 저항 R1 및 R4를 트리밍하여 스위칭 임계 값을 설정하는 것으로 감소하고 저항 R6 및 R8을 선택하여 필요한 히스테리시스 값을 설정합니다.

저자: I. Nechaev, Kursk; 간행물: cxem.net

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