. : New eShop! - Mobilní verze - Pandatron.cz - Pandatron.sk - Diskuzní fórum - Zakázkový vývoj : .
 
Externí proudový omezovač
11. května 2012 - 10:08 | Pandatron | Externí proudový omezovač | Komentářů: 4  

Externí proudový omezovač

V následujícím textu, vycházejícím z aplikační poznámky společnosti Aimtec, si představíme tří základní principy omezovače proudu pro napájecí zdroje.

Každý napájecí zdroj musí počítat se zkratem výstupní svorky proti společné zemi a musí být tedy dimenzován na dodání velkého proudu. Abychom mohli tomuto požadavku předejít, používají se různé obvody pro omezení výstupního proudu. V následujícím textu, vycházejícím z aplikační poznámky společnosti Aimtec, si představíme tří základní principy.

Obvod pro omezení proudu s diodami
Obvod na obr. 1 využívá měření úbytku napětí na snímacím rezistoru, zapojeném v sérii s emitorem výkonového tranzistoru.


Obr. 1: Obvod pro omezení proudu s diodami

Dvě křemíkové diody mezi výstupní svorkou a tranzistorem vytvářejí konstantní předpětí a díky tomu podporují funkci proudového ometení.

Při normálním provozu pracuje obvod v základním pracovním rozsahu a na rezistoru dochází k úbytku pouze malého napětí, které funkci obvodu neovlivňuje. Úbytek napětí plus napětí polovodičového přechodu báze-emitor je menší, než konstantní úbytek napětí na dvou křemíkových diodách, které jsou tedy v tuto chvíli uzavřené a neprotéká jimi žádný proud.

Jak se proud obvodem zvyšuje, stoupá i úbytek napětí na snímacím rezistoru.

Jakmile úbytek napětí dosáhne hodnoty přechodu dvou diod, začne jimi protékat proud, omezující napětí na bázi výkonového tranzistoru. V důsledku toho dojde rovněž k omezení napětí na polovodičovém přechodu báze-emitor tranzistoru, který se začne zavírat a omezovat výstupní proud.

Hodnota snímacího rezistoru lze snadno určit pomocí typického napětí polovodičového přechodu dvou křemíkových diod a napětí po přechod báze-emitor tranzistoru (tedy vždy cca. 0,6 V) děleno maximální hodnotou proudu, u kterého požadujeme omezení.

Zpětná vazba
Předchozí obvod můžeme dále upravit doplněním o jednoduchou zpětnou vazbu, která nám zajistí přesnější regulaci výstupního napětí. Pokud budeme obvodem snímat rovněž hodnotu výstupního napětí, můžeme jeho pokles snadno korigovat úpravou výstupního proudu.


Obr. 2: Obvod pro omezení proudu se zpětnou vazbou

Obvod na obr. 2, ve srovnání s předchozím obvodem, poskytuje mnohem lepší regulaci výstupního proudu. Úbytek napětí na snímacím rezistoru může být snadno kompenzován tehdy, je-li k dispozici dostatečný úbytek napětí na sériově zapojeném tranzistoru. Odporovým trimrem se tak v obvodu nastavuje úroveň výstupního napětí.

Omezení proudu s tranzistorem
Předchozí příklad zpětnovazebního omezovače výstupního proudu může být dále upraven nahrazením dvou křemíkových diod jednoduchým tranzistorovým regulátorem, jak je znázorněno na obr. 3.


Obr. 3: Obvod pro omezení proudu s tranzistorem

V tomto případě stačí na snímacím rezistoru úbytek napětí pouhých 0,6 V a tranzistor se začne otevírat. V tu chvíli začne docházet k omezování napětí na bázi výkonového tranzistoru, což opět ve svém důsledku vede k omezení výstupního proudu. Hodnota snímacího rezistoru se v tomto případě rovná 0,6V/maximální proud. Výhodou je, že doplněný tranzistor má dostatečně velkou kapacitu pro bezproblémovou regulaci výkonového tranzistoru.

Díky tomu, že snímací bod pro regulaci napětí je umístěn až za snímacím rezistorem pro omezení proudu, nebode mít jeho hodnota mít jeho hodnota vliv na výstupní napětí. Úbytek napětí bude ze strany regulátoru kompenzován tak dlouho, dokud bude na tranzistoru k dispozici dostatečná napěťová rezerva.

Proudový omezovač do 8,4 A
Praktickým příkladem výše uvedených zásad je obvod automatického omezovače z obr. 4, který lze nastavit až na hodnotu 8,4 A. Na rozdíl od jednoduchých proudových omezovačů s rezistorem neklesá za tímto obvodem výstupní napětí, nebo se alespoň úbytek napětí udržuje na minimu a strmě klesá pouze ve chvíli překročení nastaveného proudu. Tato hodnota je pomocí potenciometru nastavitelná v rozmezí od 1,4 do 8,4 A. Ovšem hodnoty součástek lze libovolně upravit tak, aby byl obvod použitelný i v jiném rozsahu.


Obr. 4: Proudový omezovač do 8,4 A

R1 je malý snímací rezistor. Jakmile je potenciometr R2 nastaven na minimální odpor (běžec potenciometru je u R1) a proud do zátěže dosáhne hodnoty 1,2 A, dosáhne napětí na R1 hodnoty 0,6 V a Q2 se začne otevírat. Následkem toho dojde k poklesu napětí na bázi tranzistoru Q4 a tento pokles pokračuje až k tranzistoru Q1, který začne omezovat výstupní napětí a tím i výstupní proud.

Pokud je požadován nižší rozsah omezení proudu, lze hodnotu rezistoru R1 zvýšit například na 1R a v tu chvíli získáme rozsah cca. od 0,7 do 4,2 A.

Tranzistor 2N3055 je schopen vést dostatečné množství energie, proto je důležité aby byl opatřen dostatečným chladičem nebo odvodem tepla. Nejhorší stav nastává ve chvíli, kdy je výstup zkratován přímo na zem (nulový odpor). Je-li proudové omezení nastaveno na 8,4 A může obvod zpracovat maximální napětí zdroje 14 V. Pokud je proudové omezení nastavené na hodnotu 4,2 A, lze obvodem regulovat napětí až 27 V.

Maximální napětí, které může být na tento obvod přivedené, je 60 V, ovšem v tomto případě není vhodné (z pohledu výkonové ztráty) nastavovat proudové omezení na více než 1,9 A.

Zdroj: External Current Limiting Circuit







GooglePlus1 FaceBook Twitter del.icio.us DiGG Google StumbleUpon Google Buzz Email RSS PDF Tisk

Komentáře (4):

Zobrazit starší 30 dnů (4)...

host
4. Dne 29. 09. 2016 v 13:41 zaslal host
Upravení obvodu
Zdravím.. píšete, že lze hodnoty libovolně upravit v tak, aby byl obvod použit i v jiném rozsahu. Chtěl bych se zeptat, jakým způsobem je upravit a vybrat.
Např. bych chtěl omezovat velké proudy od 0 do 40 A při 60 V bez úbytku napětí (nebo s minimálním úbytkem) za omezovačem. Je to možné?

Můj návrh upraveného obvodu:
https://s6.postimg.org/66bblk1ld/omezovac_proudu.png


Název příspěvku: Vaše jméno: host
                 
  Zakázat formátování [Zakáže kódování a nahrazování smajlíky.]
Připojit soubory
reklama:
PGSM-SIM900: GSM/GPRS modul SIM900
Čtyřpásmový GSM/GPRS modul s SIM900 firmy SIMCom a podporou SMS, MMS, GPRS Class 10, TCP/IP, FTP a dalších.
Skladem od 790 Kč

Informace uvedené v článcích jsou platné v době jejich vydání a samotné články jsou určeny pouze jako zdroj informací. Autor článku ani správce webu nenesou žádnou zodpovědnost za případné újmy na majetku a zdraví. Názvy společností a výrobků, loga a další multimediální materiál mohou být ochrannými známkami příslušných společností.
RSS kanály: | |
+420 723 846 377
info@pandatron.cz
Všechna práva vyhrazena | mobilní verze | © Copyright 2000 - 2016 ISSN 1803-6007