. : New eShop! - Mobilní verze - Pandatron.cz - Pandatron.sk - Diskuzní fórum - Zakázkový vývoj : .
 
Precizní elektronická pojistka
3. června 2009 | Pandatron | Precizní elektronická pojistka | Komentářů: 21  

Precizní elektronická pojistka

Konstrukce precizní elektronické pojistky chránící drahé zařízení před účinky nadproudu a nadpětí.

Následující elektronická pojistka umožňuje použitím klasických šuplíkových součástek konstrukci precizní ochrany před účinky nadproudu i nadpětí. Obvod tak umožňuje ochranu drahých elektronických přístrojů připojených například k nekvalitnímu napájecímu zdroji, palubní sítě automobilu a podobně.

Jakmile obvod zaznamená překonání nastavených mezí, dojde k trvalému odpojení zátěže. Následně je potřeba obvod manuálně resetovat stiskem tlačítka. Jak mezní proud, tak i maximální napětí je přitom možné nastavit v širokém rozsahu.

Schéma zapojení:
Na následujícím obrázku je schéma zapojení precizní ochrany:


Obr. 1: Schéma zapojení

Za běžných provozních podmínek je stabilizátor IO1 (TL431) vypnut, neboť má na svém řídícím vstupu R napětí z děliče R3, R5 menší než 2,5 V (například při 12V je to zhruba 1,5V). Neprotéká jím žádný proud, čímž je zcela uzavřen tranzistor T3 a rezistorem R9 je otevřen výkonový tranzistor T4. V tomto stavu tedy může elektronickou pojistkou protékat proud do zátěže.

Jakmile však odebíraný proud překročí takovou mez, kdy na rezistoru R6 dojde k úbytku napětí zhruba 0,6 V, dojde k otevření tranzistoru T2. Velikost odporu R6 tedy určuje mezní vypínací proud nadproudové ochrany a je určen podle Ohmova zákona. S hodnotou uvedenou ve schématu, tedy 6,8 ohmů je vypínací proud zhruba 100 mA například pro 1 A by měl mít rezistor R6 hodnotu přibližně 0,6 ohmů.

Jakmile tedy dojde k překročení mezního proudu, dojde k otevření tranzistoru T2 a zvýšení napětí na rezistoru R3. Tím bude následně zvýšena hodnota napětí i na regulačním vstupu obvodu IO1 nad 2,5V, při kterých začíná obvod IO1 regulovat. V tomto stavu obvodem IO1 (tedy mezi piny C, A) začne protékat takový proud, aby napětí na těchto pinech bylo stabilních 2,54 V. To však sníží napětí na bázi tranzistoru T3, čímž dojde k jeho otevření a následnému uzavření T4 a tedy odpojení zátěže. Dioda D2 zajistí zachování tohoto stavu i v případě, kdy již do odpojené zátěže neteče žádný proud.
Před dalším použitím elektronické pojistky je potřeba stisknout tlačítko Tl1, čímž dojde k resetu a znovu sepnutí tranzistoru T4.

Druhou funkcí pojistky je ochrana před účinky příliš vysokého napětí, které by se mohlo v případě poruchy objevit na výstupních svorkách zdroje (v praxi například palubního napětí automobilu). Funkce přepěťové ochrany vychází z hodnot rezistorů R3 a především pak R5, který v případě hodnoty uvedených ve schématu (tedy 62k) určuje vypínací napětí zhruba 18V.
Funkce je přitom taková, že jakmile začne stoupat napětí na vstupních svorkách elektronické pojistky nad takovou úroveň, při které je hodnota napětí na rezistoru R3 zhruba 2,5V, začne se opět spouštět stabilizace obvodu IO1. Následuje proces jako v případě nadproudu - stabilizací obvodem IO1 dojde k poklesu napětí na bázi T3 a následně uzavření výkonového T4. Dioda D2 i v tomto případě zajistí následné setrvání v tomto stavu i v případě odeznění nadpětí a je potřeba resetovat pojistku tlačítkem Tl1.

Hodnota rezistoru R5, určujícího mezní vypínací napětí pojistky je spočtena spolu s R3 jako odporový dělič pro napětí 2,54V na R3.

Kondenzátor C2 zajišťuje určitou prodlevu před reakcí elektronické pojistky, například při připojení spotřebiče s většími filtračními kondenzátory na napájecích svorkách. Jeho velikost tak určuje rychlost reakce pojistky a jeho odstraněním je reakce prakticky okamžitá.

Konstrukce:
Na následujících obrázcích je možný motiv desky s plošnými spoji.


Obr. 2: Rozmístění součástek
 
Obr. 3: Plošný spoj (pro originál 600dpi klikněte)

Veškeré použité součástky jsou klasického provedení dle seznamu součástek, osazené z jediné strany.

Seznam součástek
R1,R2,R9       220k
R3,R4,R7       10k
R5             62k (viz text)
R6             6R8 (viz text)
R8             47k
C1             1u
C2             100n
D1             ZD 5V6
D2             1N4148
T1             BC337
T2,T3          BC327
T4             IRF9530
IO1            TL431
Tl1            PB1720

Elektronická pojistka nepotřebuje žádné nastavení a po pečlivém sestavení musí fungovat na první zapnutí. Pouze je možné praktickým měřením ověřit mezní vypínací hodnoty a změnou hodnot rezistorů R5 a R6 je upravit podle svých představ.

Závěr:
Uvedená elektronická pojistka využívá výborných vlastností TL431, který při napětí 2,54V na svém regulačním vstupu začíná skokem regulovat. Obvod je v případě potřeby možné nahradit například ekvivalentem ZR431 od známé firmy Zetex a podobně.

V případě potřeby by bylo možné nahradit i tranzistor T2 operačním zesilovačem a tím by bylo možné řádově zmenšit hodnotu R6.

Použitá literatura:
Circuit breaker provides overcurrent and precise overvoltage protection







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

Komentáře (21):

Zobrazit starší 30 dnů (21)...

host
21. Dne 01. 08. 2015 v 15:11 zaslal host
chyby v zapojení
Zapojení podle Pandatron má chybu:
1/ TL431 reguluje až od 1mA! Proto je v originál článku použitý ZR431. Viz. hodnoty R7, R8.
2/ IRF9530 má Vgs maximálně 20V. Při větším vstupním napětí než 20V poškozujete tranzistor T4.
Řeší to tady:
http://www.ebastlirna.cz/modules.php?name=Forums&file=viewtop ic&t=71142


Název příspěvku: Vaše jméno: host
                 
  Zakázat formátování [Zakáže kódování a nahrazování smajlíky.]
Připojit soubory
reklama:
GPS-330R
Kompletní GPS přijímač se ziskovou anténou a komunikačním rozhraním USB.
od 1290 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