Ограничение переменного тока: Точное ограничение тока при переменном напряжении 0–300 В постоянного тока

Содержание

Точное ограничение тока при переменном напряжении 0–300 В постоянного тока

Эта схема будет работать следующим образом. По мере увеличения тока в какой-то момент транзистор Q2 начнет включаться. Однако точная точка, в которой он включается, будет изменяться в зависимости от температуры и будет нелинейной, поскольку он повернет Q1 так быстро, что Q2 не сможет попасть в линейную область. В случае большой перегрузки это не будет проблемой, потому что Q2 будет полностью смещен очень быстро.

Путем добавления некоторого сопротивления (попробуйте 10К) между коллектором Q2 и затвором Q1, потребуется более высокий ток для прохождения через Q2, чтобы выключить Q1. Это произведет более чистую текущую точку снижения. Однако этот метод ограничения тока начнет ограничивать в некоторый момент, но не отключится полностью, пока не появится более высокий ток. Конечно, когда Q1 отключается, ток падает, и Q1 снова включается, создавая, таким образом, колебания. Это колебание можно ослабить, поместив конденсатор между источником и затвором Q1. Это может очень хорошо удовлетворить ваши потребности, поскольку имеет более предсказуемый текущий предел. Если вы действительно используете питание от 0 до 300 В, а не только от источника питания 300 В, вам понадобится стабилизатор напряжения, так как эта схема действительно является источником питания с переменным сопротивлением.

Также имейте в виду напряжения, которые должны выдерживать компоненты. VR1 должен выдерживать 300+ вольт. Горшки большинства разумных размеров не справятся с этим. Это можно исправить, но поместив резистор 1 / 2W 50-100K между горшком и землей. Вполне вероятно, что нижняя часть диапазона для банка в любом случае бесполезна. Кроме того, R1 будет подвергаться почти полному напряжению, если нагрузка достаточно велика, чтобы вызвать ограничение тока. Использование резисторов мощностью 1 Вт или 2 1/2 Вт поможет обеспечить устойчивость этого резистора к напряжению.

Предохранитель на горячей стороне первичной обмотки чрезвычайно важен. Я бы также порекомендовал резистор 150К 1 Вт на С1 с разрядкой конденсатора, когда он отключен, что сделает цепь более безопасной.

Использование резистора 10 Ом 3 Вт между одной выходной обмоткой преобразователя и мостовыми диодами ограничит импульсный ток до С1 до безопасного уровня для диодов и позволит номиналу предохранителя приблизиться к вашему максимальному номинальному току, не перегорая при срабатывании предохранителей. с С1 полностью разряжен. MOV через C1 также может спасти Q1 от повреждения из-за скачков напряжения в линии электропередачи. Резистор 10 Ом поможет удержать пики и улучшить срок службы MOV. Причина, по которой я делаю эти предложения, заключается в том, что к высоким напряжениям нужно обращаться с особой осторожностью. Резисторы дешевы, но они должны работать без своих возможностей. Прочитайте таблицы данных для всего, что вы используете, чтобы убедиться, что вы понимаете все ограничения частей.

Если вы пытаетесь поддерживать полное выходное напряжение и быстро отключаться при превышении предела тока, вам нужна схема с нелинейной, но четко определенной точкой переключения. Самый простой способ сделать это - использовать схему компаратора. Сложность в том, как вы хотите, чтобы он вел себя после срабатывания текущего ограничения. Как и в вышеупомянутой цепи, большинство ограничителей тока включается снова, как только срабатывает ограничение тока. Поэтому, если вы хотите, чтобы цепь оставалась отключенной до отключения питания, вам нужна схема, которая фиксирует свое состояние. Другая возможность - отключить питание, а затем снова включить после задержки.

Высокие напряжения усложняют ситуацию и, таким образом, создают проблему для простоты и дешевизны, но эта микросхема (STFC01) рассчитана на напряжение около 50 В, но ее можно легко использовать для очень высоких напряжений, используя методы, показанные в технических данных. Это решение очень гибкое, но, так как я не смог найти источник для чипа, такой замечательной идеи не произошло. Я немного огляделся в поисках другого устройства, но не нашел такого, который бы работал с высоким напряжением.

Если бы я знал, что вам действительно нужно, чтобы эта схема сделала для вас, я мог бы дать вам более подробную информацию. Если вам достаточно просто схема выше с настройками, которые я предложил, может сделать то, что вам нужно. Если вам нужны более сложные, то вы можете рассмотреть совершенно другие решения, такие как схема преобразования постоянного тока в постоянный, подобную той, которая используется в компьютере, но с выходом высокого напряжения вместо выхода низкого напряжения. Преимущество этого типа источника питания заключается в его эффективности и наличии нескольких микросхем, которые выполняют большую часть работы на стороне сетевого напряжения и обеспечивают как регулировку, так и ограничение тока на вторичной стороне. Требуется найти подходящее преобразование для работы, но поскольку преобразование должно быть небольшим, стоимость должна быть разумной.

Как ограничить ток в цепи постоянного тока

Infineon IRF9540N

В. И. Иволгин, г. Тамбов

Любое электронное устройство имеет источник питания, за счет энергии которого оно выполняет свои функции. И неудивительно, что в печати значительное место отводится их описаниям, рекомендациям по конструированию, рассмотрению работы отдельных узлов, предложениям по их улучшению.

Следует отметить, что современные источники питания, как правило, обладают довольно низким выходным сопротивлением. И по этой причине в нештатных ситуациях, даже при низких напряжениях на их выходе, не исключены значительные токовые перегрузки, приводящие к повреждению источника или самого устройства. В связи с этим источники питания, как правило, снабжаются системами защиты. Они достаточно разнообразны, обладают большей или меньшей автономностью относительно конструкции самого источника.

Один из вариантов такого устройства, которое можно использовать в виде самостоятельного узла, предлагается в [1]. Его принцип действия основан на ограничении потребляемого тока, в качестве датчика которого применяется низкоомный резистор, включенный последовательно в один из проводов между источником питания и нагрузкой. Напряжение с датчика, пропорциональное потребляемому току, после усиления используется для управления проходным транзистором. Изменением в нужный момент режима его работы и выполняется непосредственная защита от перегрузки.

В указанной статье в качестве прототипа приводится хорошо известная структура на двух биполярных транзисторах (Рисунок 1). Основной недостаток устройства – значительное падение напряжения на нем, которое достигает максимального значения при предельном рабочем токе. По данным автора, оно составляет примерно 1.6 В, причем на проходном транзисторе VT1 падает около 1 В, а на токовом датчике Rs – остальные 0.6 В. В связи с чем автором предлагается другая схема, которая позволяет снизить падение напряжения на нем до 0.235 В при токе ограничения в 1.3 А. Это значение достаточно мало, правда достигается оно использованием более сложной схемы, содержащей около 20 элементов [1].

Рисунок 1. Принципиальная схема прототипа
ограничителя тока.

С другой стороны, эта конструкция, по сравнению с предложенной автором, привлекает своей простотой. И в связи с этим возникает вопрос: а можно ли, оставаясь в рамках такой простой структуры, добиться снижения падения напряжения на подобном предохранителе без ее заметного усложнения? И каким образом?

Как следует из приведенных числовых данных по прототипу, наибольшее падение напряжения приходится на проходной биполярный транзистор VT1. Анализ показывает, что при подобном включении добиться его насыщения, и тем самым достичь малых значений падения напряжения, невозможно без дополнительного источника питания. Но его введение только для этой цели было бы накладным. И хотя можно было бы, наверное, предложить и какие-то другие способы уменьшения этих потерь на VT1, будет рациональнее сразу произвести замену биполярного транзистора на полевой с низким значением сопротивления канала. Это позволит уменьшить как падение напряжения на регулирующем транзисторе, так и собственное потребление ограничителя за счет снижения токов управления. Кроме того, целесообразно изменить связи между транзисторами так, чтобы преобразовать ограничитель в систему двух усилительных каскадов, вместо лишь одного в исходной структуре. В конечном итоге принципиальная схема исследуемого ограничителя будет выглядеть уже так (Рисунок 2), которую можно рассматривать и как упрощенный вариант устройства, приведенного в [2].

Рисунок 2. Принципиальная схема преобразованного
ограничителя тока.

Проверка работоспособности предлагаемого ограничителя, а также выполнение измерений, проводились на макете, в котором использовались в качестве VT1 полевой транзистор IRF9540, установленный на радиаторе, VT2 – транзистор SS8550 с β ≈ 300, RS – резистор 1. 2 Ом, R1 – 4.2 кОм, а нагрузкой являлся набор переменных проволочных резисторов необходимой мощности. Напряжение на входе ограничителя составляло 12 В. Результаты измерений приведены на Рисунке 3.

Рисунок 3. Зависимость падений напряжения на датчике
тока RS и проходном транзисторе VT1 на
начальной стадии ограничения.

Испытание ограничителя коротким замыканием показало, что при выполнении этой манипуляции ток через проходной транзистор устанавливается на уровне 0.5 А при напряжении на токовом датчике 0.60 В. И, таким образом, подобный ограничитель тока вполне работоспособен. Можно также отметить его довольно высокое выходное сопротивление в режиме ограничения тока – при изменении напряжения на его выходе в интервале 0…11.3 В ток через нагрузку практически остается равным 0.5 А. Кроме того, в связи с известной зависимостью параметров транзисторов от температуры, была проконтролирована зависимость значения ограничения тока от нагрева VT2. Как оказалось, ее величина составила всего около –0.2% относительной погрешности на градус.

Из анализа графиков следует, что падение напряжения на проходном транзисторе этой конструкции уже достаточно мало и даже на краю токового диапазона не превышает 0.1 В. Можно так же отметить, что на графике зависимости падения напряжения на VT1 визуально можно выделить два интервала. На первом из них, при токах от 0 до 0.45 А, рост падения напряжения является его линейной функцией, что указывает на насыщение транзистора в этой части диапазона. И действительно, вычисленное по этим данным сопротивление канала транзистора составляет приблизительно 0.125 Ом, что практически совпадает с паспортными данными используемого транзистора VT1. При бóльших же токах, в интервале 0.45 – 0.5 А, происходит сначала медленный, а затем резкий нелинейный рост этой величины, связанный уже с включением механизма ограничения тока.

Таким образом, из приведенных выше данных следует, что общее падение напряжения на ограничителе заметно снизилось, и уже определяется в основном не падением напряжения на VT1, а напряжением датчика RS. Каким же образом можно уменьшить последнюю величину?

Ответ напрашивается сам собой – нужно уменьшить значение RS, как это и сделано в [1], а для компенсации снижения уровня сигнала датчика использовать дополнительный усилитель. Но с другой стороны, и в рассмотренной выше схеме (Рисунок 2) такой усилитель, выполненный на транзисторе VT2, уже есть. Тем не менее, его параметры не позволяют снизить падение напряжения R

S до меньших значений, хотя он и обладает достаточно высоким коэффициентом усиления. В связи с этой проблемой рассмотрим подробнее особенности работы VT2 в роли предварительного усилителя сигнала с датчика тока.

Как следует из принципиальной схемы (Рисунок 2), ограничение тока через VT1 происходит за счет изменения напряжения на его затворе, возникающего при изменении коллекторного тока транзистора VT2. Управление же его режимом осуществляется напряжением с резистора датчика тока RS. И, как следует из данных последних измерений (Рисунок 3), выход устройства на полное ограничение тока происходит только при напряжениях около 0. 6 В на его базе относительно эмиттера. Этим обстоятельством и определяется величина сопротивления резистора RS.

Но характерно, что часть напряжения на датчике в диапазоне от 0 до 0.55 В можно считать «лишней», поскольку в этом интервале VT2 практически не «чувствует» его, а по настоящему «рабочим» для него будет только интервал 0.55 – 0.6 В. Сдвинув же нижнюю границу чувствительности усилителя, визуально составляющую 0.55 В, к нулю, можно будет решить проблему снижения значения RS.

Технически этого результата можно достичь, например, вводом в цепь между базой VT2 и правым выводом RS отдельного вспомогательного источника напряжением 0.55 В. Но удобнее сформировать его применением делителя из двух резисторов, включенных между общим проводом и эмиттером транзистора VT1 (резисторы R2, R3, Рисунок 4). И его параметры должны обеспечивать падение напряжения на R2, равное 0.55 В. Для меньшей зависимости этой величины от входного тока транзистора ток этого делителя желательно выдерживать в пределах 0. 5 – 1 мА. При этих условиях уже незначительное напряжение на RS переведет транзистор VT2 в активный режим начала ограничения, а полное ограничение тока произойдет при падения напряжения на RS всего лишь немногим более 0.05 В. Понятно, что изменением этих резисторов можно будет изменять порог ограничения тока. И это будет удобнее, чем подбирать величину RS.

Рисунок 4. Принципиальная схема ограничителя
тока со сниженным падением напряжения
на резистивном датчике.

Новая редакция принципиальной схемы ограничителя, уже с учетом изложенных соображений, представлена на Рисунке 4. Его макет для испытаний был выполнен с сохранением деталей устройства предыдущей версии с изменением сопротивления RS на 0.2 Ом, а установленные дополнительные резисторы R2 и R3 имеют значения, соответственно, 680 Ом и 15 кОм. Условия проведения испытаний и измерений сохранены теми же, что и ранее.

Основные результаты испытаний, как следует из представленных графиков (Рисунок 5), сводятся к следующему. Как и ранее, ток короткого замыкания устройства составляет 0.5 А. Точнее, реально при указанных значениях резисторов R2, R3, он составил 0.48 А, но это значение было скорректировано включением последовательно с R3 дополнительного переменного резистора. Что касается максимального значения падения напряжения на датчике RS, то оно упало пропорционально уменьшению величины установленного RS и составило всего около 0.1 В. График падения напряжения на регулирующем транзисторе, по сравнению с аналогичным параметром предыдущей схемы, в общем, сохранил свои черты, хотя и несколько изменился. Так, например, следует обратить внимание на то, что в этот раз область резко нелинейного роста падения напряжения на проходном транзисторе сместилась в диапазон 0.4 – 0.5 А, а в остальной – растет практически линейно. Из этого следует, что определенный резерв по снижению падения напряжения на датчике тока RS еще есть.

Рисунок 5. Зависимость падения напряжения на RS и
проходном транзисторе VT1.

Как уже отмечалось, незначительная коррекция тока ограничения в этой конструкции была проведена изменением сопротивления R3, но когда требуется его значительное изменение, удобнее пользоваться R2. При расчете его величины целесообразно предварительно задаться величиной максимального падения напряжения VSM на датчике тока RS в режиме ограничения. В принципе, это значение может быть любым из интервала от 0 до 0.6 В. Но нужно иметь в виду, что с его уменьшением ухудшается температурная стабильность предложенного решения. Так при VSM = 0.6 В температурный коэффициент зависимости изменения предела ограничения тока в области комнатных температур не превышает значения 0. 2% на градус, а при VSM = 0.1 В этот показатель возрастает уже до 1.5% . Эта величина в ряде случаев может оказаться еще приемлемой, и ее условно можно принять за нижнюю границу интервала допустимых значений VSM, верхняя же будет обусловлена максимальным падением напряжения на базе транзистора VT2 в режиме ограничения тока. Если для расчета выбрать VSM равным 0.15 В, то из этого условия при заданном токе ограничения IM, например, 1.5 А, определится величина

Далее, допустив, что в режиме ограничения сумма падений напряжения на RS и R2 будет равняться 0.6 В, как это следует из результатов предшествующих измерений (Рисунок 3), получим уравнение:

(1),

из которого следует, что

(2).

При VВХ = 12 В и R3 = 15 кОм получаем, что R2 = 0. 58 кОм.

При необходимости этим резистором, если его заменить на переменный, можно будет оперативно менять ток ограничения в значительных пределах, что, правда, будет сопровождаться изменением величины максимального падения напряжения VSM и соответствующего ему изменения температурного коэффициента нестабильности.

Подводя итог обсуждению вопроса о конструкции простого ограничителя тока (Рисунок 4), можно сделать вывод о том, что изменения, внесенные в структуру прототипа (Рисунок 1), в конечном итоге, позволили снизить потери напряжения на нем до десятых долей вольта. Следует также добавить, что его работа выборочно была проверена и в других режимах, не отраженных в статье. В частности, при токах ограничения в диапазоне от 10 мА до 5 А и входных напряжениях 7, 12 и 20 В. Для адаптации к этим условиям изменялись лишь значения RS ( 0.05, 0.2 и 1.2 Ом), а для задания тока ограничения в качестве R2 использовался переменный резистор на 1 кОм, сопротивление которого устанавливалось в соответствии с расчетом по (2). Все остальные элементы, включая и транзисторы, оставались прежними.

Infineon IRF9540N

В. И. Иволгин, г. Тамбов

Любое электронное устройство имеет источник питания, за счет энергии которого оно выполняет свои функции. И неудивительно, что в печати значительное место отводится их описаниям, рекомендациям по конструированию, рассмотрению работы отдельных узлов, предложениям по их улучшению.

Следует отметить, что современные источники питания, как правило, обладают довольно низким выходным сопротивлением. И по этой причине в нештатных ситуациях, даже при низких напряжениях на их выходе, не исключены значительные токовые перегрузки, приводящие к повреждению источника или самого устройства. В связи с этим источники питания, как правило, снабжаются системами защиты. Они достаточно разнообразны, обладают большей или меньшей автономностью относительно конструкции самого источника.

Один из вариантов такого устройства, которое можно использовать в виде самостоятельного узла, предлагается в [1]. Его принцип действия основан на ограничении потребляемого тока, в качестве датчика которого применяется низкоомный резистор, включенный последовательно в один из проводов между источником питания и нагрузкой. Напряжение с датчика, пропорциональное потребляемому току, после усиления используется для управления проходным транзистором. Изменением в нужный момент режима его работы и выполняется непосредственная защита от перегрузки.

В указанной статье в качестве прототипа приводится хорошо известная структура на двух биполярных транзисторах (Рисунок 1). Основной недостаток устройства – значительное падение напряжения на нем, которое достигает максимального значения при предельном рабочем токе. По данным автора, оно составляет примерно 1.6 В, причем на проходном транзисторе VT1 падает около 1 В, а на токовом датчике Rs – остальные 0.6 В. В связи с чем автором предлагается другая схема, которая позволяет снизить падение напряжения на нем до 0.235 В при токе ограничения в 1.3 А. Это значение достаточно мало, правда достигается оно использованием более сложной схемы, содержащей около 20 элементов [1].

Рисунок 1. Принципиальная схема прототипа
ограничителя тока.

С другой стороны, эта конструкция, по сравнению с предложенной автором, привлекает своей простотой. И в связи с этим возникает вопрос: а можно ли, оставаясь в рамках такой простой структуры, добиться снижения падения напряжения на подобном предохранителе без ее заметного усложнения? И каким образом?

Как следует из приведенных числовых данных по прототипу, наибольшее падение напряжения приходится на проходной биполярный транзистор VT1. Анализ показывает, что при подобном включении добиться его насыщения, и тем самым достичь малых значений падения напряжения, невозможно без дополнительного источника питания. Но его введение только для этой цели было бы накладным. И хотя можно было бы, наверное, предложить и какие-то другие способы уменьшения этих потерь на VT1, будет рациональнее сразу произвести замену биполярного транзистора на полевой с низким значением сопротивления канала. Это позволит уменьшить как падение напряжения на регулирующем транзисторе, так и собственное потребление ограничителя за счет снижения токов управления. Кроме того, целесообразно изменить связи между транзисторами так, чтобы преобразовать ограничитель в систему двух усилительных каскадов, вместо лишь одного в исходной структуре. В конечном итоге принципиальная схема исследуемого ограничителя будет выглядеть уже так (Рисунок 2), которую можно рассматривать и как упрощенный вариант устройства, приведенного в [2].

Рисунок 2. Принципиальная схема преобразованного
ограничителя тока.

Проверка работоспособности предлагаемого ограничителя, а также выполнение измерений, проводились на макете, в котором использовались в качестве VT1 полевой транзистор IRF9540, установленный на радиаторе, VT2 – транзистор SS8550 с β ≈ 300, RS – резистор 1. 2 Ом, R1 – 4.2 кОм, а нагрузкой являлся набор переменных проволочных резисторов необходимой мощности. Напряжение на входе ограничителя составляло 12 В. Результаты измерений приведены на Рисунке 3.

Рисунок 3. Зависимость падений напряжения на датчике
тока RS и проходном транзисторе VT1 на
начальной стадии ограничения.

Испытание ограничителя коротким замыканием показало, что при выполнении этой манипуляции ток через проходной транзистор устанавливается на уровне 0.5 А при напряжении на токовом датчике 0.60 В. И, таким образом, подобный ограничитель тока вполне работоспособен. Можно также отметить его довольно высокое выходное сопротивление в режиме ограничения тока – при изменении напряжения на его выходе в интервале 0…11.3 В ток через нагрузку практически остается равным 0.5 А. Кроме того, в связи с известной зависимостью параметров транзисторов от температуры, была проконтролирована зависимость значения ограничения тока от нагрева VT2. Как оказалось, ее величина составила всего около –0.2% относительной погрешности на градус.

Из анализа графиков следует, что падение напряжения на проходном транзисторе этой конструкции уже достаточно мало и даже на краю токового диапазона не превышает 0.1 В. Можно так же отметить, что на графике зависимости падения напряжения на VT1 визуально можно выделить два интервала. На первом из них, при токах от 0 до 0.45 А, рост падения напряжения является его линейной функцией, что указывает на насыщение транзистора в этой части диапазона. И действительно, вычисленное по этим данным сопротивление канала транзистора составляет приблизительно 0.125 Ом, что практически совпадает с паспортными данными используемого транзистора VT1. При бóльших же токах, в интервале 0.45 – 0.5 А, происходит сначала медленный, а затем резкий нелинейный рост этой величины, связанный уже с включением механизма ограничения тока.

Таким образом, из приведенных выше данных следует, что общее падение напряжения на ограничителе заметно снизилось, и уже определяется в основном не падением напряжения на VT1, а напряжением датчика RS. Каким же образом можно уменьшить последнюю величину?

Ответ напрашивается сам собой – нужно уменьшить значение RS, как это и сделано в [1], а для компенсации снижения уровня сигнала датчика использовать дополнительный усилитель. Но с другой стороны, и в рассмотренной выше схеме (Рисунок 2) такой усилитель, выполненный на транзисторе VT2, уже есть. Тем не менее, его параметры не позволяют снизить падение напряжения RS до меньших значений, хотя он и обладает достаточно высоким коэффициентом усиления. В связи с этой проблемой рассмотрим подробнее особенности работы VT2 в роли предварительного усилителя сигнала с датчика тока.

Как следует из принципиальной схемы (Рисунок 2), ограничение тока через VT1 происходит за счет изменения напряжения на его затворе, возникающего при изменении коллекторного тока транзистора VT2. Управление же его режимом осуществляется напряжением с резистора датчика тока RS. И, как следует из данных последних измерений (Рисунок 3), выход устройства на полное ограничение тока происходит только при напряжениях около 0. 6 В на его базе относительно эмиттера. Этим обстоятельством и определяется величина сопротивления резистора RS.

Но характерно, что часть напряжения на датчике в диапазоне от 0 до 0.55 В можно считать «лишней», поскольку в этом интервале VT2 практически не «чувствует» его, а по настоящему «рабочим» для него будет только интервал 0.55 – 0.6 В. Сдвинув же нижнюю границу чувствительности усилителя, визуально составляющую 0.55 В, к нулю, можно будет решить проблему снижения значения RS.

Технически этого результата можно достичь, например, вводом в цепь между базой VT2 и правым выводом RS отдельного вспомогательного источника напряжением 0.55 В. Но удобнее сформировать его применением делителя из двух резисторов, включенных между общим проводом и эмиттером транзистора VT1 (резисторы R2, R3, Рисунок 4). И его параметры должны обеспечивать падение напряжения на R2, равное 0.55 В. Для меньшей зависимости этой величины от входного тока транзистора ток этого делителя желательно выдерживать в пределах 0. 5 – 1 мА. При этих условиях уже незначительное напряжение на RS переведет транзистор VT2 в активный режим начала ограничения, а полное ограничение тока произойдет при падения напряжения на RS всего лишь немногим более 0.05 В. Понятно, что изменением этих резисторов можно будет изменять порог ограничения тока. И это будет удобнее, чем подбирать величину RS.

Рисунок 4. Принципиальная схема ограничителя
тока со сниженным падением напряжения
на резистивном датчике.

Новая редакция принципиальной схемы ограничителя, уже с учетом изложенных соображений, представлена на Рисунке 4. Его макет для испытаний был выполнен с сохранением деталей устройства предыдущей версии с изменением сопротивления RS на 0.2 Ом, а установленные дополнительные резисторы R2 и R3 имеют значения, соответственно, 680 Ом и 15 кОм. Условия проведения испытаний и измерений сохранены теми же, что и ранее.

Основные результаты испытаний, как следует из представленных графиков (Рисунок 5), сводятся к следующему. Как и ранее, ток короткого замыкания устройства составляет 0.5 А. Точнее, реально при указанных значениях резисторов R2, R3, он составил 0.48 А, но это значение было скорректировано включением последовательно с R3 дополнительного переменного резистора. Что касается максимального значения падения напряжения на датчике RS, то оно упало пропорционально уменьшению величины установленного RS и составило всего около 0.1 В. График падения напряжения на регулирующем транзисторе, по сравнению с аналогичным параметром предыдущей схемы, в общем, сохранил свои черты, хотя и несколько изменился. Так, например, следует обратить внимание на то, что в этот раз область резко нелинейного роста падения напряжения на проходном транзисторе сместилась в диапазон 0.4 – 0.5 А, а в остальной – растет практически линейно. Из этого следует, что определенный резерв по снижению падения напряжения на датчике тока RS еще есть.

Рисунок 5. Зависимость падения напряжения на RS и
проходном транзисторе VT1.

Как уже отмечалось, незначительная коррекция тока ограничения в этой конструкции была проведена изменением сопротивления R3, но когда требуется его значительное изменение, удобнее пользоваться R2. При расчете его величины целесообразно предварительно задаться величиной максимального падения напряжения VSM на датчике тока RS в режиме ограничения. В принципе, это значение может быть любым из интервала от 0 до 0.6 В. Но нужно иметь в виду, что с его уменьшением ухудшается температурная стабильность предложенного решения. Так при VSM = 0.6 В температурный коэффициент зависимости изменения предела ограничения тока в области комнатных температур не превышает значения 0. 2% на градус, а при VSM = 0.1 В этот показатель возрастает уже до 1.5% . Эта величина в ряде случаев может оказаться еще приемлемой, и ее условно можно принять за нижнюю границу интервала допустимых значений VSM, верхняя же будет обусловлена максимальным падением напряжения на базе транзистора VT2 в режиме ограничения тока. Если для расчета выбрать VSM равным 0.15 В, то из этого условия при заданном токе ограничения IM, например, 1.5 А, определится величина

Далее, допустив, что в режиме ограничения сумма падений напряжения на RS и R2 будет равняться 0.6 В, как это следует из результатов предшествующих измерений (Рисунок 3), получим уравнение:

(1),

из которого следует, что

(2).

При VВХ = 12 В и R3 = 15 кОм получаем, что R2 = 0. 58 кОм.

При необходимости этим резистором, если его заменить на переменный, можно будет оперативно менять ток ограничения в значительных пределах, что, правда, будет сопровождаться изменением величины максимального падения напряжения VSM и соответствующего ему изменения температурного коэффициента нестабильности.

Подводя итог обсуждению вопроса о конструкции простого ограничителя тока (Рисунок 4), можно сделать вывод о том, что изменения, внесенные в структуру прототипа (Рисунок 1), в конечном итоге, позволили снизить потери напряжения на нем до десятых долей вольта. Следует также добавить, что его работа выборочно была проверена и в других режимах, не отраженных в статье. В частности, при токах ограничения в диапазоне от 10 мА до 5 А и входных напряжениях 7, 12 и 20 В. Для адаптации к этим условиям изменялись лишь значения RS ( 0.05, 0.2 и 1.2 Ом), а для задания тока ограничения в качестве R2 использовался переменный резистор на 1 кОм, сопротивление которого устанавливалось в соответствии с расчетом по (2). Все остальные элементы, включая и транзисторы, оставались прежними.

Двухвыводной компонент позволяющий ограничить постоянный ток на уровне от десятых долей миллиампера до десятков миллиампер является простым решением для множества цепей электрических схем. Компонент, о котором пойдет речь в этой статье, повышает устойчивость работы приборов, обладает низкой ценой, позволяет упростить разработку электрических схем и производство множества приборов. Полупроводниковый прибор в большинстве случаев имеет конструкцию корпуса, напоминающую диод малой мощности. Благодаря наличию всего двух выводов полупроводники этого класса упоминаются в документации производителей как диодные ограничители тока current limiting diodes, CLD встречается также наименование current regulator diodes, CRD. Внутренняя схема ограничителя тока не содержит диодов, такое название закрепилось только благодаря внешнему сходству корпуса прибора с диодом. Попытаюсь немного восполнить недостаток информации о свойствах и применении диодного ограничителя тока. Вспомним некоторые теоретические сведения для правильного применения прибора.

ВСПОМНИМ ЭЛЕКТРОТЕХНИКУ

Источники электропитания разделяются на источники ЭДС и источники тока. Идеализированный источник ЭДС обладает внутренним сопротивлением равным нулю, напряжение на его выходе равно ЭДС и не зависит от выходного тока, обусловленного нагрузкой. Идеализированный источник тока обладает двумя бесконечно большими параметрами: внутренним сопротивлением и ЭДС, которые связаны постоянным отношением – током. При возрастании сопротивления нагрузки возрастает ЭДС, что позволяет получить требуемый ток в цепи независящий от сопротивления нагрузки. Свойство источника тока, позволяющее получить стабильное значение тока: при изменении сопротивления нагрузки изменяется ЭДС источника тока таким образом, что значение тока остается постоянным.

Существующие источники тока поддерживают ток на требуемом уровне в ограниченном диапазоне напряжения, создаваемого на нагрузке и в небольшом диапазоне сопротивления нагрузки. Идеализированный источник тока рассматривается, а реальный источник тока может работать при нулевом сопротивлении нагрузки. Одним из важных параметров любого источника тока, является диапазон сопротивления нагрузки. В реальности обеспечить ток в диапазоне сопротивления нагрузки от нуля до бесконечности невозможно и ненужно. К сопротивлению нагрузки прибавляются сопротивления контактов разъемов, проводов, сопротивление других элементов, следовательно, нагрузка с нулевым сопротивлением не существует. Бесконечно большое сопротивление означает, что нагрузка отсутствует и ток не протекает, напряжение на выходных клеммах источника тока равно максимальному значению. Режим замыкания выхода источника тока не является исключением или трудно реализуемой функцией источника тока, это один из режимов работы, в который может безболезненно перейти прибор при случайном замыкании выхода и выйти на режим работы с номинальным сопротивлением нагрузки. Свойство источника тока обеспечить постоянный ток независимо от сопротивления нагрузки является весьма ценным, благодаря этому свойству существенно повышается надежность системы, в которой он применен. На практике источник тока – прибор, имеющий в своем составе источник ЭДС. Лабораторный блок питания, аккумулятор, солнечная батарея все это источники ЭДС, поставляющие электроэнергию потребителю. Последовательно с источником ЭДС включается стабилизатор или ограничитель тока. Выход этой группы последовательно соединенных приборов рассматривается как источник тока, применяющийся для питания электродвигателей, в системах гальванического нанесения покрытий на металлах, создания постоянных магнитных полей, питания обычных, сверхярких, лазерных светодиодов и многих других целей.

Простейший источник тока можно создать, используя диодный ограничитель тока. Величина ограничения тока и точность ограничения соответствуют документации, опубликованной фирмой изготовителем.

ПРИМЕРЫ И НЕКОТОРЫЕ ПАРАМЕТРЫ

Постоянство тока при изменении приложенного напряжения отражает динамическое сопротивление. Горизонтальный участок характеристики имеет небольшой наклон, который показывает отношение небольшого изменения напряжения к вызванному им небольшому изменению тока. Этот параметр носит название динамического сопротивления или дифференциального сопротивления по аналогии с законом Ома. При больших изменениях напряжения ток меняется незначительно, поэтому динамическое сопротивление диодного ограничителя тока измеряется в мегаомах. Чем выше значение этого параметра, тем лучше диодный ограничитель тока.

Диодные ограничители тока выпускаются многими производителями полупроводников.

ПРИМЕНЕНИЕ

Схемного обозначения и наименование диодных ограничителей тока в соответствии с ГОСТ найти не удалось. В схемах статьи применяется обозначение обычного диода. Ток ограничения может отклоняться от номинального тока на величину до двадцати процентов. При изменении напряжения от двух вольт до напряжения пробоя ток ограничения также меняется на пять процентов. Чем выше ток ограничения, тем больше отклонение при увеличении напряжения. При параллельном включении нескольких диодных ограничителей можно получить тот же ток ограничения, что и при использовании одного, но при этом уменьшить минимально возможное рабочее напряжение при этом диапазон напряжения, в котором работает ограничитель, увеличивается.

Сравнивая графики вольтамперных характеристик идеального источника тока и диодного ограничителя тока заметно отличие при малом напряжении на выводах. Для нормальной работы диодного ограничителя тока необходимо напряжение более некоторого значения, как правило, это более двух вольт. При возрастании напряжения от нуля до уровня около двух вольт ток возрастает от нуля до величины ограничения тока, соответствующей типу ограничителя. Эта часть вольтамперной характеристики напоминает характеристику резистора. При дальнейшем возрастании напряжения ток не увеличивается – происходит ограничение тока. Другими словами ток может принимать значения от нуля плавно возрастая до величины ограничения. Чем ниже напряжение, при котором прибор переходит в режим ограничения тока, те удобнее применять его в разрабатываемых схемах. При дальнейшем возрастании напряжения наступит пробой примерно в диапазоне напряжений от пятидесяти до ста вольт в зависимости от типа ограничителя. Горизонтальная часть характеристики имеет наклон, отражающий некоторое изменение величины ограничения тока в зависимости от напряжения. Чем больше величина напряжения на выводах, тем сильнее величина ограничения тока отличается от паспортных данных тока. Напряжение на полюсах цепи состоящей из нагрузки и диодного ограничителя тока должно быть таким, чтобы обеспечить напряжение на выводах диодного ограничителя более полутора-двух вольт. Рассмотрим цепь, состоящую из диодного ограничителя тока и светодиодов. При напряжении питания 24 вольта на светодиодах должно быть не более двадцати двух вольт, иначе яркость снизится. Если схема требует уменьшения напряжения на светодиодах до полутора вольт (допустим, что нагрузкой является один светодиод), то напряжение на диодном ограничителе составит 22,5 вольта, что позволит ему находится в нормальном режиме работы и ниже критического напряжения пробоя с запасом напряжения для скачков питания. Так как яркость и оттенок свечения светодиода зависят от протекающего тока, то при включении диодного ограничителя тока в цепь питания светодиода обеспечивается правильный режим и надежность благодаря фиксации тока на требуемом уровне и работе в диапазоне напряжений от двух до ста вольт.

Эту схему легко преобразовать в зависимости от светодиодов и напряжения питания. Один или несколько параллельно включенных диодных ограничителей тока в цепь светодиодов зададут ток светодиодов, а количество светодиодов зависит от диапазона изменения напряжения питания. С помощью диодных источников тока можно построить индикаторный или осветительный прибор, предназначенный для питания от постоянного напряжения, через выпрямитель и фильтр светодиодный светильник подключается к сети переменного напряжения.
Использование резистора в цепи питания светодиода индикатора включения системного блока персонального компьютера в сеть приводило к пробою светодиода. Применение диодного ограничителя тока позволило получить надежную работу индикатора. При этом индикатор подключается к разъему блока питания, что упрощает замену материнской платы

Диодные ограничители тока допускается включать параллельно. Требуемый режим питания нагрузок можно получить, меняя тип или включая параллельно требуемое количество этих приборов. При питании светодиода оптопары через резистор пульсации напряжения питания схемы приводят к колебаниям яркости, накладывающимся на фронт прямоугольного импульса. Применение диодного ограничителя тока в цепи питания светодиода, входящего в состав оптопары, позволяет снизить искажение цифрового сигнала, передаваемого через оптопару и увеличить надежность канала передачи информации. Применение диодного ограничителя тока задающего режим работы стабилитрона позволяет построить простой источник опорного напряжения. При изменении питающего тока на десять процентов напряжение на стабилитроне меняется на две десятых процента, а так как ток стабилен, то величина опорного напряжения стабильна при изменении питания схемы.

Влияние пульсаций питающего напряжения на выходное опорное напряжение уменьшается на сто децибел. Более дешевый источник опорного напряжения можно разработать, если заменить стабилитрон резистором. Ток фиксирован, следовательно, напряжение на резисторе изменяться не будет. При включении подстроечного резистора последовательно с постоянным резистором появляется возможность точно установить требуемую величину опорного напряжения, что нельзя сделать при использовании стабилитрона.


С помощью диодного ограничителя тока и конденсатора можно получить линейно меняющийся сигнал – напряжение, которое возрастает или убывает с постоянной скоростью. Ток, заряжающий или разряжающий конденсатор пропорционален скорости изменения напряжения на конденсаторе. Если ток фиксирован, то напряжение на конденсаторе изменяется с постоянной скоростью – линейно. Напряжение на конденсаторе U(t)=It/C, где I – ток ограничения диодного ограничителя тока, t – время протекания тока, С – емкость конденсатора. Например, если ток ограничения равен один миллиампер, а емкость конденсатора сто микрофарад то через одну секунду напряжение на конденсаторе достигнет величины в десять вольт. Линейное нарастание тока прекращается, когда напряжение на конденсаторе приближается к напряжению питания цепи с ограничителем тока. Эту времязадающую цепь применяют в схемах пилообразных и треугольных сигналов, в аналого-цифровых преобразователях, устройствах плавного пуска электроприборов и многих других.

Использование диодного ограничителя тока в схеме эмиттерного повторителя в цепи эмиттера увеличивает входное сопротивление транзистора, увеличивает усиление схемы и уменьшает рассеяние тепла при работе транзистора в критических режимах.

УСТРОЙСТВО ДИОДНОГО ОГРАНИЧИТЕЛЯ ТОКА

Основа прибора – полевой транзистор с p-n переходом и n-каналом. Напряжение затвор-исток определяет ток стока. При соединении затвора с истоком ток через транзистор равен начальному току стока, который течет при напряжении насыщения между стоком и истоком. Поэтому для нормальной работы диодного ограничителя тока напряжение, приложенное к выводам должно быть больше некоторого значения, равного напряжению насыщения полевого транзистора.

Полевые транзисторы имеют большой разброс начального тока стока, точно эту величину предсказать нельзя. Дешевые диодные ограничители тока представляют собой отобранные по току полевые транзисторы, у которых затвор соединен с истоком. Для уменьшения тока ограничения и увеличения динамического сопротивления в истоковую цепь включается резистор автоматического смещения, задающий обратное смещение затвора.

При изменении напряжения приложенного между стоком и истоком от насыщения до пробоя ток почти не изменяется. Для получения тока ограничения требуемой величины сопротивление R резистора вычисляется по формуле:

где:
Uси нас. – напряжение насыщения сток-исток
Iогр – величина ограничения тока
Icток. нач. – начальный ток стока

При разработке ограничителя тока на основе полевого транзистора напряжение насыщения сток-исток можно получить из выходной характеристики полевого транзистора, начальный ток стока – справочная величина.

Выходная характеристика полевого транзистора с p-n переходом КП312А и n-каналом.

При смене полярности напряжения диодный ограничитель тока превращается в обычный диод. Это свойство обусловлено тем, что p-n переход полевого транзистора оказывается смещенным в прямом направлении и ток течет по цепи затвор-сток. Максимальный обратный ток некоторых диодных ограничителей тока может достигать сто миллиампер.

ИСТОЧНИК ТОКА 0,5 А И БОЛЕЕ

Для стабилизации токов величиной 0,5-5 ампер и более можно применить схему, главный элемент которой мощный транзистор. Диодный ограничитель тока стабилизирует напряжение на резисторе 200 Ом и на базе транзистора. Изменение резистора R1 от 0,2 до10 Ом устанавливает ток, поступающий в нагрузку. Выбор тока стабилизации схемы ограничивает максимальный ток транзистора или максимальный ток источника питания. Применение диодного ограничителя тока с наиболее возможным номинальным током стабилизации улучшает стабильность выходного тока схемы, но при этом нельзя забывать о минимально возможном напряжении работы диодного ограничителя тока. Изменение резистора R1 на 1-2 Ом значительно меняет величину выходного тока схемы. Этот резистор должен иметь большую мощность рассеяния тепла, изменение сопротивления из-за нагрева приведет к отклонению выходного тока от заданного значения. Резистор R1 лучше собрать из нескольких параллельно включенных мощных резисторов. Резисторы, примененные в схеме должны иметь минимальное отклонение сопротивления при изменении температуры. При построении регулируемого источника стабильного тока или для точной настройки выходного тока резистор 200 Ом можно заменить переменным. Для улучшения стабильности тока транзистор усиливается вторым транзистором меньшей мощности. Транзисторы соединяются по схеме составного транзистора. При использовании составного транзистора минимальное напряжение стабилизации увеличивается.

Эту схему можно использовать для питания соленоидов, электромагнитов, обмоток шаговых двигателей, в гальванике, для зарядки аккумуляторов и других целей. Транзистор обязательно устанавливается на радиатор. Конструкция прибора должна обеспечивать достаточный теплоотвод. Если бюджет проекта позволяет увеличить затраты на один-два рубля и конструкция прибора допускает увеличение площади печатной платы, то использую параллельное объединение диодных ограничителей тока можно улучшить параметры разрабатываемого прибора. Соединенные параллельно пять компонентов схемы CDLL5305 позволят стабилизировать ток на уровне десять миллиампер, как и в случае применения одного компонента схемы СDLL257, но минимальное напряжение работы в случае пяти CDLL5305 меньше, что важно для схем с низким напряжением питания. Также к положительным свойствам CDLL5305 относится его доступность, по сравнению с приборами производителя Semitec. Замена одного ограничителя тока группой параллельно соединенных ограничителей тока позволяет снизить нагрев диодных ограничителей тока и отодвинуть верхнюю границу температурного диапазона. Платой за работу источника тока независимо от сопротивления нагрузки является мощность, выделяемая на транзисторе. В каждом случае требуется выбрать компромисс между запасом по сопротивлению нагрузки и выделяемым теплом на мощном регулирующем элементе. Для обеспечения широкого диапазона сопротивлений нагрузки нужно использовать источник питания с возможно большим напряжением. При выходном токе сто миллиампер на нагрузке в двадцать Ом напряжение составит два вольта, а падение напряжения на элементах источника тока составит 28 вольт при питании прибора напряжением тридцать вольт. Мощность 28В*100мА=2,8 ватт выделится на элементах схемы источника тока. При выборе радиатора следует не забывать о простом правиле: “Кашу маслом не испортишь”. Уменьшение максимально возможного сопротивления нагрузки позволит уменьшить напряжение питания, что снизит нагрев устройства, снизит размеры радиатора и увеличит КПД.

УВЕЛИЧЕНИЕ РАБОЧЕГО НАПРЯЖЕНИЯ

Для использования диодных ограничителей тока при напряжениях более напряжения пробоя последовательно с диодным ограничителем тока включается один или несколько стабилитронов, при этом область напряжений работы диодного ограничителя тока смещается на величину стабилизации напряжения стабилитроном. Схему можно использовать для грубого определения превышения порогового значения напряжения.

Разыскать отечественные диодные ограничители тока не удалось. Вероятно с течением времени ситуация с отечественными полупроводниковыми приборами этого класса изменится.

П. Хоровиц, У. Хилл. Искусство схемотехники.
Л. А. Бессонов. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи.
Радио №2, 1974 г.
http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/124777/MICROSEMI/CDLL5305.html
http://www.datasheetarchive.com/CA500-datasheet.html
http://www.centralsemi.com/PDFs/products/cclm0035-5750.pdf
http://www.centralsemi.com/PDFs/other/ec051semiconductora.pdf
http://www.centralsemi.com/PDFs/products/cld_application_notes.pdf
http://www.centralsemi.com/PDFs/products/ALL_SMD_CLD_curves.pdf
http://www.centralsemi.com/product/smd/select/diodes/CLD.aspx
http://www.semitec-usa.com/downloads/crd.pdf

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи

Ограничитель тока в электрических и электронных сетях

Ограничитель тока (ОТ) — устройство, которое применяется в электрических или электронных схемах для снижения верхнего предела постоянного (DC) или переменного (АС) тока, поступающего к нагрузке. Этим обеспечивается своевременная надёжная защита схем генерации или электронных систем от вредных воздействий из-за короткого замыкания в сети или других негативных процессов, приводящих к резкому росту АС/DC.

Методы ограничения используются для контроля количества тока, протекающего в постоянной или переменной цепи. Устройство гарантирует, что в случае превышения его граничного размера защита надёжно и своевременно сработает. Токоограничивающие устройства могут применяться в различных модификациях в зависимости от чувствительности, нормативной токовой нагрузки, времени отклика и возможных причин возникновения короткого замыкания в сети.

Избыточный АС/DC может возникать во внутренней цепи из-за короткозамкнутых компонентов, таких как диоды, транзисторы, конденсаторы или трансформаторы, а также проблем внешнего характера при перегрузке сетевых объектов, в замыкающей цепи или перенапряжение на входных клеммах питания.

Типы ограничивающих устройств

Выбор защитных устройств зависит от нескольких факторов. Приборы бывают пассивные и активные, могут использоваться индивидуально или в виде комбинации. Обычно ограничитель соединяют последовательно с нагрузкой.

Виды ограничивающих устройств:

  1. Предохранители и резисторы. Они используются для простого ограничения тока. Предохранитель обычно срабатывает, если его АС/DC превышает номинальный размер. Резисторы интегрированы в конструкцию схемы. Правильное значение сопротивления можно рассчитать и с использованием закона Ома I = V / R (где I — ток, V — напряжение и R — сопротивление). На рынке электротоваров имеется большое количество различных предохранителей, которые могут удовлетворить любые потребности для рассеивания мощности.
  2. Автоматические выключатели. Они используются для отключения питания, как и предохранитель, но их реакция медленнее и может не срабатывать для особо чувствительных цепей дорогостоящего оборудования.
  3. Термисторы. Термисторы отрицательных температурных коэффициентов (NTC) используются для ограничения начальных импульсных токов, которые протекают, когда устройство подключено к электросети. Термисторы имеют значительное сопротивление в холодном состоянии и низкое сопротивление при значительных температурах. NTC ограничивает пусковой ток мгновенно.
  4. Транзисторы и диоды. Регулируемые блоки питания используют схемы ограничения, такие как интегральные схемы, транзисторы и диоды. Активные схемы подходят для чувствительных сетей и срабатывают, уменьшая нагрузку или выключают питание, на повреждённую короткозамкнутую цепь или на всю сеть.
  5. Токоограничивающие диоды используются для ограничения или регулировки в широком диапазоне напряжений. Двухконтактное устройство ОТ состоит из затвора, закороченного на источник. Он поддерживает DC независимо от изменений напряжения.

Ограничитель тока нагрузки в электросетях

Системы распределения энергии имеют автоматические выключатели для выключения питания в случае неисправности. Они имеют определённые недостатки в обеспечении необходимой надёжности, так как не всегда могут отключать минимально необходимый аварийный участок сети для ремонта. Проблема возникает при реконструкции электроснабжения путём добавления новой мощности или перекрёстных соединений, которые должны иметь свои шины и выключатели, модернизированные для более высоких пределов тока короткого замыкания (ТКЗ).

Улучшение качества электроэнергии в сетях напрямую зависит от надёжности режима работы сетевого оборудования. Среди различных типов помех, влияющих на качество напряжения в сети (скачки, искажения гармоник и т. д. ), наиболее серьёзным препятствием являются падения напряжения, так как связанные с ним скачки фазового угла могут привести к поломке оборудования, к полной остановке производства, объектов ЖКХ, что со скоростью цепной реакции создаст угрозу жизнеобеспечения населения.

Общей причиной падения напряжения является ток короткого замыкания. При возникновении неисправности в распределительной сети на всех повреждённых шинах резко падает напряжение. Уровень зависит от точки подключения и электрического расстояния шины до места аварии.

Для снижения негативных процессов и отключения неисправных участков сети применяются следующие ограничители:

  • Распределительный статический компенсатор;
  • рекуператор динамического напряжения;
  • конденсатор с контролируемым тиристором;
  • полупроводниковый коммутатор статического переноса;
  • твердотельный ограничитель тока неисправности.

Такие защитные устройства не всегда совершенны. Некоторые из них имеют недостаток из-за высокой стоимости, а другие могут ограничить ток повреждения менее чем в 5 раз от нормального тока, что недостаточно при перегрузках.

Точки применения токовых ограничителей в электросиловом оборудовании:

  • До места срабатывания головного выключателя на аварийном фидере нагрузок потребителей с недопустимостью перерывов в электроснабжении;
  • на оборудовании, рабочие характеристики которого перестают соответствовать предельному току короткого замыкания, возросшему в связи с аварийной ситуацией в системах электроснабжения.

Простым решением ОТ в электросетевом оборудовании является добавление сопротивления в схему. Это ограничивает скорость, с которой может увеличиваться ТКЗ до того, как выключатель разомкнут, но также ограничивает способность схемы удовлетворять быстроменяющийся потребительский спрос, поэтому добавление или удаление больших нагрузок вызывает нестабильную мощность.

Применение токозащиты в электронных схемах

Пусковой ток возникает в момент подачи выключателем напряжения. Это происходит потому, что разница эквивалентного последовательного сопротивления конденсатора и сопротивление линии составляет всего несколько милидолей и приводит к большому пусковому току. Четыре фактора, которые могут влиять на этот процесс:

  1. Значение входного переменного тока.
  2. Минимальное сопротивление, требуемое термистором NTC (при t = 0).
  3. Постоянный DC.
  4. Температура окружающей среды.

Ограничитель тока представляет собой устройство или группу устройств, используемых для защиты элементов схемы от пусковой нагрузки. Термисторы и резисторы с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) — это 2 простых варианта защиты. Их основными недостатками являются длительное время охлаждения и большая рассеиваемая мощность. Токоограничивающий диод регулирует или ограничивает ток в широком диапазоне. Они состоят из JFET с затвором, закороченным на источник и функционирующим как двухконтактный ограничитель тока.

Они позволяют проходящему через них току подниматься до определённого значения и сравниться с заданной величиной. В отличие от диодов Зенера, они сохраняют постоянный ток, а не напряжение. Токоограничивающие диоды удерживают ток, протекающий через них, неизменным при любом изменении нагрузки.

Типы токоограничивающих диодов

Существует множество различных типов токоограничивающих диодов, классифицирующихся по:

  • номинальному току регулятора;
  • максимальному предельному напряжению;
  • рабочему напряжению;
  • потребляемой мощности.

Наиболее распространёнными значениями максимального используемого напряжения являются 1, 7 В, 2, 8 В, 3, 1 В, 3, 5 В и 3, 7 В и 4, 5 В. Номинальный ток регулятора может иметь диапазон от 0,31 мА до 10 мА, причём обычно используемый ток регулятора составляет 10 мА .

Схема ограничения постоянного тока

Большинство источников питания имеют отдельные контуры регулирования DC и напряжения для регулирования своих выходов либо в режиме постоянного напряжения (CV), либо в режиме постоянного тока (CC), которые включаются в управление зависимо от того, как сопротивление нагрузки соответствует выходному напряжению и текущим настройкам.

Таким образом, защита выполняется в основном путём ограничения токового значения. При этом можно применять простую схему для ограничителя источника с использованием двух диодов и резистора. В любом источнике питания всегда существует риск того, что на выходе произойдёт короткое замыкание. Соответственно, в этих условиях необходимо защитить его от повреждений. Существует ряд схем, которые можно применить для предохранения электропитания.

Одна из простейших схем включает в себя только два диода и дополнительный резистор. Схема использует резистор для измерения помех, размещённый последовательно с выходным транзистором. Два диода, расположенные между выходом схемы и базой транзистора, обеспечивают защиту. Когда цепь работает в нормальном рабочем диапазоне, на резисторе имеется небольшое напряжение. Это напряжение плюс базовое излучательное транзистора гораздо меньше, чем падение диодного перехода, необходимого для включения двух диодов. Однако по мере увеличения DC растёт напряжение на резисторе. Когда оно равно напряжению, необходимому для работы, они включаются, напряжение транзистора падает, тем самым ограничивая ток.

Цепь этого диодного ограничителя тока для источника питания проста. Значение последовательного резистора может быть рассчитано таким образом, чтобы напряжение на нём возрастало до 0, 6 вольта (напряжение включения для кремниевого диода) при достижении максимального тока. Однако всегда лучше убедиться, что есть некоторый запас защиты, и лучше ограничить его до достижения необходимого уровня.

Ограничитель с обратной связью

Такая же простая диодная форма ограничения тока может быть включена в цепи питания, которые используют обратную связь для определения фактического выходного напряжения и обеспечивают более точно регулируемый выход. Если точка измерения выходного напряжения принимается после последовательного токового резистора, то падение напряжения может быть исправлено на выходе.

Эта схема обеспечивает гораздо лучшее регулирование, чем регулятор прямого эмиттера, также может учитывать падение напряжения в резисторе с токовым пределом, если имеется достаточное падение напряжения на транзисторе в цепи источника питания. Выходное напряжение можно также отрегулировать, чтобы получить требуемое значение с помощью переменного резистора. Диодная форма ограничения тока может быть легко интегрирована в схему питания. Кроме того, это дешёво и удобно.

Области применения токоограничивающих диодов

Токоограничивающие диоды обеспечивают высокую производительность и простоту эксплуатации по сравнению с биполярными транзисторами в системах защиты. Они универсальны, имеют превосходную производительность в отношении динамического температурного дрейфа. Устройств, использующих диоды:

  • схемы генератора сигналов;
  • схемы синхронизации;
  • зарядные устройства;
  • управления светодиодами;
  • замены удерживающих катушек в устройствах телефонной связи.

Токовые ограничивающие диоды выпускаются многими мировыми производителями полупроводников, такими как Calogic, Central Semiconductor, Diodes Inc., O. N. Semiconductor или Zetex. Рынок электроники имеет очень широкий выбор диодов, используемых диодных цепей или любых других устройств, которым может потребоваться ограничение предельного токового значения.

Переменный ток в постоянный без трансформатора. Как это работает?

Подозреваемая схема:

Схема, вероятно, в соответствии с Энди Ака, но из фотографии, он не имеет серии R1 высокого напряжения R, стабилитрон, предохранитель и, возможно, не выходной колпачок C2 (который МОЖЕТ быть с батареей).

Это «универсальный» индикатор, так как номинальная мощность 400 В может почти выжить при 230 В переменного тока, но при использовании 230 В переменного тока батарея будет кипеть в два раза быстрее.

Отсутствующий R1 должен был обеспечить некоторое падение напряжения, но, что более важно, обеспечить некоторую защиту от перенапряжения. Если при отключении от сети имеются незащищенные контакты штепсельной вилки, прикосновение к ним обоим даст вам прямой доступ к 20-милиджоулям, которые могут храниться в конденсаторе. Недостаточно для использования в качестве дефибриллятора, но достаточно для того, чтобы вы никогда больше не прикасались к ним добровольно при зарядке [спросите меня, откуда я знаю :-)]. Маловероятно, чтобы убить одним ударом крышки. Мог. Мышечный спазм или непроизвольное движение руки от удара может привести к тому, что ваша рука столкнется с близкими объектами на скорости и с силой.

Диоды, кажется, 1N4007, поэтому они сделали что-то правильно :-).

Отсутствующий предохранитель предназначен для того, чтобы помочь в случае, если кепка не соответствует номинальному напряжению сети переменного тока, как вы ожидали, и не соответствует короткому замыканию или некоторому его приближению. Диоды IN4007, вероятно, сделают OKish Standins.

Резистор 330 Ом, вероятно, используется для питания светодиода включения.

Аккумулятор (видимо) используется в качестве фиксатора напряжения.
Если это батарея 6В, то

яL ED≈ ≈ = Vб а т- VL EDрL ED= 6,5 - 2330= ≈ 14 мяLЕD≈≈ =ВбaT-ВLЕDрLЕDзнак равно6,5-2330= ≈14мA

что нормально.

Конденсатор (обозначен как) 1,5 мкФ (155 = 15000000 = 1 500 000 НФ).
Это «большой».
Ток от сети 110 В составляет около 100 мА.

яL ED≈ = 110 × 1,4142 π× 2 фС≈ = 100 мE & OEяLЕD≈ =110×1,4142π×2еС≈ =100мAE & OE

Примерно вдвое больше при 230 В переменного тока. 2f используется в качестве заряда конденсатора в половинном цикле, а затем переворачивается в другом направлении в следующем полупериоде.

Подозреваемый зарядное устройство:

Емкость аккумулятора неизвестна, но по фотографии я сомневаюсь, что она превышает 500 мАч.
Если батарея емкостью 500 мАч, она будет заряжаться со скоростью около C / 5, а если оставить зарядку на ночь, она будет хорошо кипятиться задолго до утра, ЕСЛИ БЕЗ наличия верхней ступени регулятора.

Если аккумуляторная батарея 6 В, то не исключено, что к батарее последовательно подключены два белых светодиода без последовательных резисторов. Это делает жизнь светодиодов более захватывающей, но работает лучше, чем они имеют на это право.

Подозреваемый конденсатор:

Конденсатор имеет номинальное значение 400 В постоянного тока.
CL21 означает металлизированный полиэстер.
Это МОЖЕТ быть изготовителем, рассчитанным как конденсатор Y2 или X1Y @, каким он должен быть в этом приложении, но на самом деле это удача, даже если он претендует на то, чтобы быть оцененным должным образом в этом типе оборудования. Взгляд на «Alibaba» показывает множество визуально похожих заглавных букв (которые не следует путать с «электрически подобными», и НЕКОТОРЫЕ из них претендуют на рейтинг X1Y2, но большинство нет. См. Несколько ссылок в конце для интереса.


Уроки:

Из таких устройств можно извлечь некоторые интересные уроки.
Он зажигает светодиоды, заряжает аккумуляторы и выходит за дверь по хорошей низкой цене.
Это, вероятно, не убьет никого.
Что не нравится?
🙁


Alibaba - MPE 1,5 мкФ, 400 В или аналогичный:

http://www.alibaba.com/product-detail/CBB-film-capacitor-1-5uF-400V_1344932478.html
Нет рейтинга X или упоминание о AC
Нет рейтинга X или упоминание о AC No X рейтинг или упоминание о AC
No X рейтинг или упоминание AC - спецификации.
Нет рейтинга Х - упоминание AC без квалификации в мелком шрифте
«реальный» пример
и многое другое.

ВНИМАНИЕ: ВСЕ части этой цепи и оборудование, питаемое от нее, должны всегда иметь потенциал сети переменного тока при подключении к сети переменного тока. В этом случае двухпозиционный выключатель и любые металлические детали представляют опасность поражения электрическим током.

Гасящий конденсатор вместо гасящего резистора

Иногда возникает задача понизить переменное напряжение сети 220 вольт до некоторого заданного значения, причем применение понижающего трансформатора (в таком случае) не всегда бывает целесообразным.

Скажем, низкочастотный понижающий трансформатор, выполненный традиционно на трансформаторном железе, способный преобразовать мощность 200 Ватт, весит больше килограмма, не говоря о высокой стоимости. Следовательно в некоторых случаях можно применить гасящий резистор, который ограничит ток, однако при этом на самом гасящем резисторе выделится мощность в виде тепла, а это не всегда является приемлемым.

Например, если нужно запитать 200 Ваттную лампу только на половину ее наминала, потребовалось бы рассеять мощность в 100 Ватт на гасящем резисторе, а это крайне сомнительное решение.

Весьма удобной альтернативой, для данного примера, может служить применение гасящего конденсатора, емкостью около14мкф, (такой можно собрать из трех металлопленочных типа К73-17 по 4,7мкф, рассчитанных на 250в, а лучше – на 400в) это позволит получить нужный ток без необходимости рассеивать значительную мощность в виде тепла.

Рассмотрим физическую сторону этого решения. Как известно, конденсатор, включенный в цепь переменного тока, является реактивным элементом, обладающим емкостным сопротивлением, связанным с частотой переменного тока в цепи, а также с собственной емкостью.

Чем больше емкость конденсатора и чем выше частота переменного напряжения в цепи, тем больший ток проходит через конденсатор, значит емкостное сопротивление конденсатора обратно пропорционально его емкости, а также частоте переменного тока, в цепи, куда он включен.

Это видно и из формулы для емкостного сопротивления конденсатора:

Если в цепь переменного тока включены последовательно резистор (активная нагрузка) и конденсатор, то их общее сопротивление можно найти по формуле:

А поскольку и то

Итак, зная напряжение на нагрузке, силу тока нагрузки и напряжение на гасящем конденсаторе, можно определить емкость гасящего конденсатора, который нужно включить последовательно нагрузке для получения требуемых параметров питания:

Рассмотрим пример: требуется запитать лампу накаливания мощностью 100 Ватт, рассчитанную на напряжение 110 вольт от розетки 220 вольт. В первую очередь найдем значение рабочего тока лампы:

Получим значение тока лампы равное 0,91 А. Теперь можно найти требуемое значение емкости гасящего конденсатора, она будет равна 15,2 мкФ.

Следует отметить, что этот расчет верен для чисто активной нагрузки, когда имеет место эффективное значение. При использовании же выпрямителя, необходимо учесть, что эффективное значение тока будет немного меньше в силу действия пульсаций. Также следует помнить, что в качестве гасящих конденсаторов, полярные конденсаторы применять ни в коем случае нельзя.

Лучшее сочетание вакуумных и          полупроводниковых характеристик - однотактный гибридный усилитель звука.

          Мы не создаём иллюзий,
          Мы делаем звук живым!

Устройство для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки при подключении к сети переменного тока

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для ограничения зарядного тока конденсатора, в частности, для ограничения зарядного тока конденсатора, подключенного к входу инвертора.

Известно устройство для ограничения зарядного тока конденсатора. (http://electrum-av.com/ru/, Новиков П.А. Плавный заряд емкости: что выбрать? Рис. 1).

Известное устройство для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки состоит из резистора, подключенного между источником питания и конденсатором нагрузки, реле с замыкающим контактом, подключенным параллельно резистору и системы управления, обеспечивающей срабатывание реле при увеличении напряжения на конденсаторе нагрузки до заданного уровня или по прошествии определенного времени с момента включения.

Недостатки устройства обусловлены тем, что катушка реле в основном режиме работы устройства остается подключенной к сети, что снижает ресурс ее работы и увеличивает вероятность отказа.

Известно устройство для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки, наиболее близкое по технической сущности к заявляемому устройству. (http://electrum-av.com/ru/, Новиков П.А. Плавный заряд емкости: что выбрать? Рис. 4) - прототип.

Устройство для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки состоит из первого выпрямителя, управляющего устройства, блока гальванической изоляции, второго управляемого выпрямителя с тиристорами, развязывающих диодов и ограничительных резисторов в цепи управления тиристорами. Шины питающего переменного напряжения подключены на вход первого выпрямителя и на вход второго управляемого выпрямителя. Выход первого выпрямителя соединен с входом управляющего устройства, выход которого подключен к входной цепи блока гальванической изоляции. Выходная цепь блока гальванической изоляции соединяет связанные вместе катоды развязывающих диодов и управляющие выводы тиристоров второго управляемого выпрямителя через ограничительные резисторы, при этом аноды развязывающих диодов подключены к шинам питающего напряжения.

Управляющее устройство по сигналу с выхода первого выпрямителя, представляющего собой пульсирующее напряжение с удвоенной частотой сети, определяет переход через 0 и по заложенной характеристике открывает блок гальванической развязки, который в свою очередь открывает тиристоры второго управляемого выпрямителя. Тиристоры открываются при последовательном увеличении угла их проводимости начиная с минимального и заканчивая полным открытием. После 15 полуволн тиристоры остаются постоянно открытыми. Таким образом, при частоте питающей сети 50 Гц заряд конденсатора происходит за 150 мс, что считается достаточным для ограничения зарядного тока конденсатора большой емкости.

Недостаток известного устройства для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки обусловлен тем, что процесс заряда осуществляется за постоянное время, соответствующее заложенной в устройство характеристике. Уровень ограничения тока заряда будет соответствовать заданному значению при постоянных внешних условиях, для которых выбирались параметры характеристики заряда: это число полуволн питающего напряжения, за которое угол проводимости тиристоров изменяется от минимального до полного открытия, а также закон изменения приращения угла проводимости в указанном диапазоне.

При переменных внешних условиях, т.е. при изменении значения питающего напряжения, значения емкости конденсатора нагрузки или режима работы устройства, который может меняться от холостого хода до номинального, процесс заряда конденсатора будет отличаться от запрограммированного. При этом для одних сочетаний внешних условий будет происходить заряд при увеличенных как импульсных, так и средних значениях тока, для других внешних условий будет наблюдаться затягивание процесса заряда конденсатора нагрузки. Кроме этого, возможны случайные изменения нагрузки на выходе устройства, включая и аварийные режимы с коротким замыканием, которые также вызовут превышение током допустимого значения.

В основу заявляемого изобретения поставлена задача устранить указанные недостатки, т.е. обеспечить постоянство параметров процесса заряда конденсатора нагрузки при изменении внешних условий работы, за счет чего повысить надежность устройства. Кроме этого, повышению надежности устройства способствует введение функции защиты от короткого замыкания в нагрузке.

Поставленная задача решается тем, что в устройство для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки, содержащее первый выпрямитель, второй выпрямитель, при этом шины питающего переменного напряжения подключены на вход первого выпрямителя и на вход второго выпрямителя, а первый выход второго выпрямителя соединен с первой клеммой для подключения конденсатора нагрузки, дополнительно введены ключ, сглаживающий реактор и обратный диод, причем второй выход второго выпрямителя соединен с первым выводом ключа, второй вывод ключа через сглаживающий реактор соединен со второй клеммой для подключения конденсатора нагрузки, обратный диод катодом подключен ко второму выводу ключа, а его анод соединен с первым выходом второго выпрямителя, кроме этого в устройство введены пороговый элемент, источник опорного напряжения, компаратор и логический блок, первый вход которого соединен с выходом первого выпрямителя, а второй вход логического блока связан с выходом компаратора, первый и второй входы которого соединены с выходами порогового элемента и источника опорного напряжения соответственно, при этом вход порогового элемента подключен к первому выводу ключа, выход логического блока соединен с управляющим входом ключа, а второй выпрямитель выполнен неуправляемым.

В заявленном устройстве для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки общими существенными признаками для него и для его прототипа являются:

- первый выпрямитель;

- второй выпрямитель;

- при этом шины питающего переменного напряжения подключены на вход первого выпрямителя и на вход второго выпрямителя;

- первая выходная клемма второго выпрямителя соединена с первой выходной клеммой устройства для подключения конденсатора нагрузки.

Сопоставительный анализ существенных признаков заявленного устройства для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки и его прототипа показывает, что первый в отличие от прототипа имеет следующие отличительные признаки:

- в устройство введены ключ, сглаживающий реактор и обратный диод, причем второй выход второго выпрямителя соединен с первым выводом ключа, второй вывод ключа через сглаживающий реактор соединен со второй клеммой для подключения конденсатора нагрузки, обратный диод катодом подключен ко второму выводу ключа, а его анод соединен с первым выходом второго выпрямителя;

- в устройство введены пороговый элемент, источник опорного напряжения, компаратор и логический блок, первый вход которого соединен с выходом первого выпрямителя, а второй вход логического блока связан с выходом компаратора;

- первый и второй входы компаратора соединены с выходами порогового элемента и источника опорного напряжения соответственно;

- вход порогового элемента подключен к первому выводу ключа, выход логического блока соединен с управляющим входом ключа, а второй выпрямитель выполнен неуправляемым.

Отличительные признаки предлагаемого решения выполняют следующие функциональные задачи для достижения требуемого технического результата.

Признаки: «… в устройство введены ключ, сглаживающий реактор и обратный диод, причем второй выход второго выпрямителя соединен с первым выводом ключа, второй вывод ключа через сглаживающий реактор соединен со второй клеммой для подключения конденсатора нагрузки, обратный диод катодом подключен ко второму выводу ключа, а его анод соединен с первым выходом второго выпрямителя» обеспечивают периодическое подключение конденсатора нагрузки к источнику питающего напряжения на определенный интервал времени, причем за счет сглаживающего реактора и обратного диода ток заряда конденсатора поддерживается непрерывным с заданным уровнем пульсаций и плавным нарастанием напряжения на конденсаторе нагрузки.

Признаки: «… введены пороговый элемент, источник опорного напряжения, компаратор и логический блок, первый вход которого соединен с выходом первого выпрямителя, а второй вход логического блока связан с выходом компаратора, первый и второй входы которого соединены с выходами порогового элемента и источника опорного напряжения соответственно, при этом вход порогового элемента подключен к первому выводу ключа, выход логического блока соединен с управляющим входом ключа, а второй выпрямитель выполнен неуправляемым» позволяют контролировать ток ключа путем измерения падения напряжения на ключе в открытом состоянии и формировать посредством логического блока сигнал на уменьшение длительности интервала проводимости ключа, если указанное падение напряжение в интервале открытого состояния ключа будет больше некоторого заданного значения, определяемого уставкой источника опорного напряжения.

На основании изложенного можно заключить, что совокупность существенных признаков заявленного изобретения имеет причинно-следственную связь с достигнутым техническим результатом, т.е. благодаря данной совокупности существенных признаков изобретения стало возможным решение поставленной задачи. Указанные существенные признаки, отличающие заявленное устройство для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки от прототипа, в совокупности с признаками, общими для него и прототипа, обеспечивает достижение заявленного технического результата во всех случаях, на которые распространяется объем правовой охраны.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки; на фиг. 2 - осциллограммы сигналов, полученные при схемотехническом моделировании процессов, сопровождающих как заряд конденсатора нагрузки при подключении устройства к питающей сети, так и наброс нагрузки, соответствующий практически короткому замыканию (моменты времени t1 и t2 - начало и окончание режима КЗ):

- UC(t) - график изменения напряжения на конденсаторе нагрузки;

- UУ(t) - вид сигнала управления на управляющем входе ключа;

- IЗ(t) - график изменения тока нагрузки устройства.

Устройство для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки при подключении к сети переменного тока содержит первый выпрямитель 1, второй выпрямитель 2, при этом шины питающего переменного напряжения подключены на вход первого выпрямителя 1 и на вход второго выпрямителя 2, а первый выход второго выпрямителя 2 соединен с первой клеммой 3 для подключения конденсатора 4 нагрузки, ключ 5, сглаживающий реактор 6 и обратный диод 7, причем второй выход второго выпрямителя 2 соединен с первым выводом ключа 5, а второй вывод ключа 5 через сглаживающий реактор 6 соединен со второй клеммой 8 для подключения конденсатора 4 нагрузки, обратный диод 7 катодом подключен ко второму выводу ключа 5, а его анод соединен с первым выходом второго выпрямителя 2, пороговый элемент 9, источник 10 опорного напряжения, компаратор 11 и логический блок 12, первый вход которого соединен с выходом первого выпрямителя 1, а его второй вход связан с выходом компаратора 11, первый и второй входы компаратора 11 соединены с выходами порогового элемента 9 и источника 10 опорного напряжения соответственно, при этом вход порогового элемента 9 подключен к первому выводу ключа 5, выход логического блока 12 соединен с управляющим входом ключа 5, а второй выпрямитель 2 выполнен неуправляемым.

Устройство для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки при подключении к сети переменного тока работает следующим образом.

Выпрямленное напряжение с выхода первого выпрямителя 1 поступает на вход логического блока 12, на выходе которого формируется импульсный сигнал с частотой питающей сети и коэффициентом заполнения практически равным единице. Этот сигнал вызывает коммутацию ключа 5 с таким же коэффициентом заполнения его выходных импульсов. Такое управление соответствует максимальному среднему значению напряжения на втором выводе ключа 5 и максимальному току нагрузки, скорость изменения которого ограничена сглаживающим реактором 6. Вместе с тем ток нагрузки вызывает на ключе 5 определенное падение напряжения, которое с первого вывода ключа 5 поступает на вход порогового элемента 9. Сигнал с выхода порогового элемента 9 сравнивается в компараторе 11 с сигналом источника 10 опорного напряжения и воздействует на логический блок 12 таким образом, что интервал проводимости ключа 5 уменьшается. В результате на каждом интервале проводимости ключа 5 ограничивается максимальное значение его тока. Импульсный ток ключа 5 сглаживается реактором 6 и в интервалах проводимости ключа 5 последовательно увеличивает заряд конденсатора, а в интервалах паузы ключа 5 ток реактора 6 замыкается через обратный диод 7, что сохраняет заряд практически на неизменном уровне. Значение индуктивности реактора 6 выбирается из условия ограничения пульсаций тока на заданном уровне. Таким образом, происходит плавное увеличение заряда конденсатора и, соответственно, напряжения на его выводах при ограничении тока заряда допустимым уровнем, определяемым уставкой источника 10 опорного напряжения. При этом указанное регулирование выполняется вне зависимости от причин, приводящих к увеличению тока ключа 5. Графики изменения сигналов, приведенные на фиг. 2, наглядно это иллюстрируют.

Так, в интервале времени от начала процесса t=0 до момента t1 показано изменение координат при включении устройства. На этом участке происходит плавное увеличение напряжения UC(t) конденсатора с ограничением тока IЗ(t) заряда заданным значением IЗМ(t). Напряжение UУ(t) управления имеет вид импульсов с постоянной частотой и переменным коэффициентом заполнения, определяемым соотношением между падением напряжения на ключе 5 и уставкой источника 10 опорного напряжения. При завершении процесса заряда конденсатора коэффициент заполнения импульсов UУ(t) управления ключом 5 становится практически равным единице.

В интервале времени от t1 до t2 моделируется наброс нагрузки на выходе устройства. При этом коэффициент заполнения управляющих импульсов UУ(t) уменьшается и принимает значение, обеспечивающее ограничение тока нагрузки тем же максимальным значением IЗМ(t). После снятия нагрузки в момент t2 происходит повторный заряд конденсатора как в начале демонстрируемого процесса.

Таким образом, в устройстве наряду с ограничением зарядного тока конденсатора нагрузки при подключении к сети переменного тока осуществляется также и защита от токов перегрузки, включая и режим короткого замыкания независимо от внешних факторов, а именно: от значения емкости конденсатора С, от возможных изменений питающего напряжения, а также от значения нагрузки, подключенной на выходе устройства в процессе заряда конденсатора С, или от каких либо других условий функционирования.

Устройство для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки, содержащее первый выпрямитель, второй выпрямитель, при этом шины питающего переменного напряжения подключены на вход первого выпрямителя и на вход второго выпрямителя, а первый выход второго выпрямителя соединен с первой клеммой для подключения конденсатора нагрузки, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены ключ, сглаживающий реактор, обратный диод, пороговый элемент, источник опорного напряжения, компаратор и логический блок, причем второй выход второго выпрямителя соединен с первым выводом ключа, второй вывод ключа через сглаживающий реактор соединен со второй клеммой для подключения конденсатора нагрузки, обратный диод катодом подключен ко второму выводу ключа, а его анод соединен с первым выходом второго выпрямителя, первый вход логического блока соединен с выходом первого выпрямителя, а его второй вход связан с выходом компаратора, первый и второй входы компаратора соединены с выходами порогового элемента и источника опорного напряжения соответственно, при этом вход порогового элемента подключен к первому выводу ключа, выход логического блока соединен с управляющим входом ключа, а второй выпрямитель выполнен неуправляемым.


Ограничители уровня

Диодное ограничение

Ограничитель срезает вершину сигнала и делает ее плоской. Ограниче­ние может быть односторонним и двусторонним. Так, схема на рис. 28.10 ограничивает только отрицательную полуволну напряжения. Падение напряжения на диоде при прямом включении будет создавать уровень отрицательного напряжения –0,6 В, показанный пунктиром. Обычно диоды считают идеальными и этим напряжением пренебрегают.

Чтобы получить ограничение напряжения на других уровнях, последовательно с диодом включают батарею. При этом диод может быть смещен в прямом (рис. 28.11(а)) или обратном (рис. 28.11(б)) направлении. В схеме на рис. 28.11(б) диод проводит ток только тогда, когда напряжение на его катоде равно или ниже –2 В. При этом выходное напряжение равно ЭДС батареи (если считать диод идеальным).

 

Рис. 28.10.

 

 

Рис. 28.11. Ограничение входного напряжения на уровне +2 В (а) и –2 В (б).  

При напряжении выше -2 В диод смещен в обратном направлении, т. е. закрыт, и часть входного напряжения поступает на выход схемы.

Вот простой способ построения ограничителя с дополнительным сме­щением:

1. Проведите на графике входного напряжения линию, соответствующую величине ЭДС батареи.

2. Если ЭДС включена так, что смещает диод в прямом направлении, то большая часть входного сигнала будет ограничена, т. е. отсечена, и наоборот.

Схема на рис. 28.12 ограничивает положительную и отрицательную полуволны входного напряжения. На рис. 28.12(а) диод D1 ограничива­ет положительную полуволну, а диод D2 – отрицательную. В случае идеальных диодов выходное напряжение этой схемы всегда будет равно нулю. Однако если учесть падение напряжения на диоде (для кремние­вого диода оно равно 0,6 В), то получите ограничение на уровнях +0,6 В и -0,6 В. Схема на рис. 28.12(б) тоже обеспечивает двустороннее огра­ничение и имеет дополнительное смещение. Диод D1 ограничивает положительную полуволну входного сигнала, на уровне +2 В, а диод D2 ограничивает отрицательную полуволну на уровне -4 В.

 

Рис. 28.12. Двустороннее ограничение.

 

Ограничение с помощью стабилитрона

Стабилитрон (или зенеровский диод) тоже можно использовать для огра­ничения сигнала (рис. 28.13). Стабилитрон Z2 в схеме (б) проводит ток только при положительной полуволне сигнала. Однако стабилитрон Z1 остается выключенным до тех пор, пока входное напряжение не превысит его напряжения пробоя (в данном случае 6 В), ограничивающего входное напряжение. В отрицательный полупериод стабилитрон Z1 всегда смещен в прямом направлении и проводит ток, но стабилитрон Z2 ограничивает входной сигнал на          уровне -9 В.

Рис 28.14.Схемы ограничения на стабилитроне.

Схемы ограничения на транзисторе

Как уже говорилось в гл. 9, при перегрузке усилителя тоже возника­ет ограничение сигнала. Схема на рис. 28.14 вырабатывает практически прямоугольное напряжение. Транзистор не имеет напряжения смещения, поэтому при отсутствии напряжения на входе он закрыт. В течение поло­жительного полупериода входного сигнала транзистор открыт (переход эмиттер-база смещен в прямом направлении) и при достаточной величи­не напряжения на входе входит в насыщение. При этом напряжение на выходе равно нулю. В течение отрицательного полупериода входного сиг­нала транзистор закрыт и напряжение на выходе равно +VСС. Выходной сигнал представляет собой прямоугольные импульсы, и поэтому схема называется формирователем прямоугольных импульсов.

 

Рис. 28.14.1 Схема ограничения на транзисторе.

Триггер Шмитта

Очень распространенной схемой для формирования и ограничения им­пульсов является триггер Шмитта, изображенный на рис. 28.15. При от­сутствии входного сигнала база T1 имеет нулевой потенциал, и транзистор закрыт. Транзистор T2 в это время находится в состоянии насыщения, поскольку на его базу подано положительное напряжение, определяемое делителем R2-R4-R5. Выходное напряжение (коллектор T2) при этом практически равно нулю. Ток транзистора T2, протекающий через эмиттерный резистор R3, создает положительное напряжение на эмиттерах, которое смещает эмиттерный переход T1 в обратном направлении.

При увеличении входного напряжения в положительном направления транзистор T1 начинает проводить ток, когда напряжение на его базе пре­высит напряжение на эмиттере на +0,6 В. Когда это произойдет, транзи­стор T1 начинает пропускать ток, потенциал его коллектора понижается и это понижение передается на базу транзистора T2. В результате ток транзистора T2 уменьшается, падает потенциал эмиттеров транзисторов T1 и T2 и транзистор T1 начинает пропускать еще больший ток и т. д.


Рис. 28.15. Схема триггера Шмитта.

Та­ким образом, транзистор T1 очень быстро достигает насыщения, а тран­зистор T2 — отсечки. Выходное напряжение при этом равно VCC. Если теперь входное напряжение упадет до нуля, произойдет обратный про­цесс, в результате чего транзистор T1 закроется, а транзистор T2 придет в насыщение.

Эту схему называют еще схемой восстановления постоянной составляю­щей (ВПС). Схема фиксации уровня добавляет к сигналу переменного тока постоянную составляющую, не изменяя при этом формы входного сигнала.

Во многих случаях бывает важно сохранить уровень постоянной со­ставляющей сигнала. Так, если схема имеет связь по переменному то­ку, постоянная составляющая теряется, и ее потом приходится восстана­вливать. Это случается, например, при дифференцировании импульсной последовательности или после прохождения видеосигнала через разделительный конденсатор. Фиксация уровня также используется для полу­чения смещения класса С в транзисторах, например в генераторах (см. гл. 30). На рис. 28.16 изображена схема фиксатора.

Срез АВ (рис. 28.17) входного сигнала представляет собой отрицательный перепад напряжения величиной 10 В. Он состоит из высокочастотных составляющих и поэтому проходит через конденсатор, делая точку Х (.выход) отрицательной. При этом диод оказывается смещенным в прямом направлении и, если считать его идеальным, накоротко замыкает очку X на нулевой уровень. Конденсатор быстро заряжается через малое сопротивление прямо смещенного диода в отрицательном направлении (рис. 28.16(б)).

 

Рис. 28.16. Фиксация уровня постоянной составляющей, (а) Уровень фиксации 0 В.

(б) Выходной сигнал (точка X) изменяется от 0 до 10 В,

тогда как входной сигнал изменяется от -5 до +5 В.

 

 

Рис. 28.17. Сигнал на выходе схемы, изображенной на рис. 28.16, при посто­янной времени: (а) очень большой, (б) сравнимой с периодом входного сигнала, (в) малой.

Этот заряд сохраняется до прихода фронта следую­щего импульса.

Фронт импульса CD представляет собой положительный перепад напряжения величиной 10 В. Он состоит из высокочастотных составляющих поэтому проходит через конденсатор, изменяя потенциал точки Х от 0 до +10 В (рис. 28.16(б).

Диод теперь смещен в обратном направлении (т. е. цепь разомкнута) падением напряжения 10 В на резисторе R. Начинающий протекать ток пытается перезарядить конденсатор в противоположном направле­нии; при этом выходное напряжение начинает падать. Однако, если по­стоянная времени RC велика в сравнении с периодом входного сигнала, конденсатор не успеет потерять свой отрицательный заряд до прихода следующего среза входного импульса (рис. 28.17(а)).

При величине постоянной времени, сравнимой с периодом вход­ного сигнала, выходной сигнал будет иметь форму, показанную на рис. 28.17(б). При малой постоянной времени схема превращается в диф­ференциатор (рис. 28.17(в)).

Чтобы получить большую величину постоянной времени, резистор R можно удалить. При этом постоянная времени будет определяться как С · r, где r — обратное сопротивление диода. Чтобы получить на выхо­де нулевой уровень фиксации при отрицательной полярности выходно­го сигнала, следует поменять полярность включения диода (рис. 28.18). Обратите внимание, что постоянная составляющая входного сигнала бло­кируется конденсатором и не влияет на величину выходного сигнала.

Рис. 28.18. Фиксация выходного сигнала на нулевом уровне при его отрица­тельной полярности.

Чтобы нарисовать график выходного сигнала, нужно сначала нари­совать входной сигнал и затем провести линию нулевого уровня. Если Диод включен таким образом, что ограничивает положительные отклоне­ния сигнала, то весь выходной сигнал будет расположен ниже нулевого уровня, и наоборот.

Схемы фиксации можно применять не только для сигналов прямоугольнойформы. На рис. 28.19 показана схема фиксации синусоидального сигнала.

Для фиксации сигнала на уровнях, отличных от нулевого, последовательно с диодом включается источник ЭДС, который смещает диод в прямом (рис. 28.20(а)) или обратном (рис. 28.20(б)) направлении. На схе­ме рис. 28.20(б) на диод подано обратное смещение +5 В, в результате чего выходной сигнал не может иметь значение, большее +5 В. Посколь­ку схема фиксации не изменяет размах входного сигнала, то выходной сигнал изменяется        от +5 В до -15 В при общем размахе 20 В.

Рис. 28.19. Фиксация уровня синусоидального сигнала.

 

Рис. 28.20. Фиксация сигнала на уровне -5 В (а) и +5 В (б).

В этом видео рассказывается о диодном ограничении:

Добавить комментарий

Ограничение пускового тока двигателя переменного тока кондиционера

Ограничение пускового тока двигателя переменного тока в системе кондиционирования воздуха

Двигатели

переменного тока, используемые в оборудовании для кондиционирования воздуха, потребляют большой пусковой ток при включении. Один из наших недавних клиентов установил кондиционер на 115 В переменного тока в своем туристическом трейлере для парковки. Этому блоку мощностью 15 000 БТЕ требовалось 16 ампер для одновременной работы компрессора и электродвигателя нагнетателя.

Прицеп также был оборудован щитом распределения мощности для отключения нагрузки для защиты жгута проводов от перегрузки.Если было обнаружено более 20 ампер, панель немедленно отключит подключенное оборудование. Вот почему ограничение пускового тока кондиционера может быть очень важным.

Двигатель переменного тока с проблемой пускового тока

Два двигателя переменного тока в кондиционере создают высокий пусковой ток при запуске. Из-за этого начального высокого потребления тока функция защиты от неисправностей прицепа не позволяла прибору продолжать работу. Наш клиент подключил к цепи амперметр, который показал, что кондиционер потребляет 30 ампер при включении.

Это было на 10 ампер больше, чем позволяет распределительный щит. Заказчику нужно было найти способ ограничить пусковой ток кондиционера до 20 ампер. В этот момент они обратились к нам за помощью.

После выполнения некоторых расчетов мы порекомендовали ограничитель пускового тока Ametherm MegaSurge® и проинструктировали их установить его последовательно между силовой панелью прицепа и подводом питания к кондиционеру. После установки ограничителя пускового тока MegaSurge® кондиционер клиента начал нормально работать.

У вас есть похожая задача? Хотите узнать больше о пусковом токе?

Поговорите с инженером Прочтите блог

Выбор правильного ограничителя пускового тока для кондиционера

Применение пускового тока двигателя переменного тока с учетом

  • Ограничение пускового тока кондиционера было необходимо для нормальной работы в туристическом прицепе
  • Максимально допустимый пусковой ток для этого приложения составляет 20 А
  • Устойчивый ток составляет 16 А, как указано производителем кондиционера
  • Пусковой ток для этого типа двигателя переменного тока обычно в 15 раз превышает установившийся ток
  • Пиковое напряжение = 1.414 x В переменного тока, среднеквадратичное значение
  • Частота f сети США 60 Гц

Расчет пускового тока двигателя переменного тока

  • Пусковой ток I на основе нашего предположения = 15 x 16,0 A = 240,0 A
  • Холодное сопротивление ограничителя пускового тока = пиковое напряжение / максимально допустимый пусковой ток = (115 В переменного тока x 1,414) / 20,0 А = 8,13 Ом
  • Индуктивный импеданс Xl = пиковое напряжение / пусковой ток = (115 В переменного тока x 1,414) / 240,0 A = 0,677 Ом
  • Индуктивность L двигателя в Генри = Xl / 2πf = 0.677 Ом / 377,0 = 0,00179H
  • Энергия в джоулях = 0,5 x L x I 2 = 0,5 x 0,00179H x 240,0 A 2 = 51,55 Дж

Критерии выбора ограничителя пускового тока

  • Минимальное необходимое сопротивление холоду: 9 Ом
  • Требуемая энергия: 52 Дж
  • Максимальный установившийся ток: 16 А при 115 В переменного тока

Решение для пускового тока двигателя переменного тока

  • Номер детали Ametherm: MS35 10018 Ограничитель пускового тока
  • Установите один ограничитель пускового тока последовательно между выходом силовой панели и кабелем питания кондиционера

Вы можете скачать техническое описание MS35 10018 здесь

Чтобы использовать наши калькуляторы пускового тока, посетите нашу веб-страницу «Калькуляторы».

Наша продукция доступна для немедленной доставки через нашу сеть дистрибьюторов на складе

Эта запись была размещена в Inrush Current. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Справка по ограничению переменного тока с помощью резистора

Мне нужно отрегулировать его на максимальный выход от 1 до 4 мА без особого падение напряжения ... Можно ли просто последовательно подключить резистор?

№Резистор работает линейно по закону Ома. Сопротивление = напряжение / ток, поэтому для максимального тока (короткого замыкания) 4 мА сопротивление должно быть 12 / 0,004 = 3000 Ом. Однако при 1 мА сопротивление резистора упадет на 3000 * 0,001 = 3 В, поэтому выходное напряжение упадет с 12 В до 9 В.

Если вам нужен достаточно стабильный 12В до 4 мА и не более , тогда вам нужна схема, которая начинает понижать напряжение только тогда, когда ток превышает 4 мА. Выполнение этого для переменного тока дополнительно осложняется тем фактом, что 4 мА переменного тока на самом деле является синусоидой, изменяющейся от -5.От 66 мА до +5,66 мА. Большинство схем ограничения тока также имеют значительное падение напряжения (обычно 1 ~ 2 В минимум), которое искажает форму волны переменного тока при пересечении точки нулевого напряжения и может потребовать более высокого входного напряжения для компенсации потерь.

Вот схема регулирования переменного тока, которая имеет минимальное падение напряжения ниже предела тока. Мостовой выпрямитель, образованный D1-D4, преобразует переменное напряжение в постоянное, поэтому токовое зеркало (образованное Q1 и Q2) может работать на обеих половинах сигнала.Полупериодное выпрямление D5 и C1 сглаживает входной переменный ток, создавая ~ +16 В, которое подается на R1, чтобы создать опорный ток ~ + 5 мА для токового зеркала. Нагрузка (здесь представлена ​​переменным резистором) вставляется на стороне переменного тока мостового выпрямителя.

смоделировать эту схему - Схема создана с помощью CircuitLab

С согласованными транзисторами Q2 должен потреблять тот же ток, что и Q1, если это возможно. Если ток нагрузки меньше опорного тока, тогда Q2 насыщается с низким падением напряжения.В мостовом выпрямителе используются диоды Шоттки для снижения падения напряжения, поэтому среднеквадратичное значение выходного напряжения и тока переменного тока варьируется от ~ 11,6 В при 1 мА до 11,4 В при 3,8 мА. При 4 мА начинает срабатывать ограничение по току, и напряжение падает до 10,8 В. Ток короткого замыкания составляет ~ 5,6 мА (среднеквадратичное значение).

Для изменения ограничения тока просто измените значение R3 в соответствии с формулой Сопротивление = (16 В - 0,6 В) / Ток. 0,6 В учитывает падение напряжения на Q1.

Q1 и Q2 должны находиться в тесном тепловом контакте, чтобы они хорошо отслеживали изменения температуры.

Как работают концевые выключатели в системах кондиционирования воздуха?

Как работают концевые выключатели в системах кондиционирования воздуха?

Ваша система кондиционирования воздуха состоит из множества компонентов, которые работают вместе, чтобы охладить ваш дом. Вот некоторая информация о концевых выключателях в вашем кондиционере, чтобы помочь вам лучше понять его работу и сообщить, когда вам нужно вызвать специалиста Gresham AC.

Что такое концевые выключатели?

Концевые выключатели

используются в различных устройствах как для коммерческих, так и для жилых помещений.Концевые выключатели создаются с двумя основными целями. Они управляют электрическими цепями, активируя или деактивируя их, запуская или останавливая определенные электрические импульсы. Один из самых простых примеров для понимания - это свет, который автоматически включается при открытии дверцы холодильника и снова выключается, когда дверца закрывается. Большинство выключателей с ограничением времени находятся за пределами площадки, и на самом деле мы часто даже не знаем, когда они используются.

Как работают концевые выключатели в системах кондиционирования воздуха?

Концевые выключатели

переменного тока довольно распространены.Главный пример - связь между нагнетателем воздуха и термостатом. Когда термостат достигает заданной температуры в помещении, включается концевой выключатель переменного тока. Это предотвращает создание системой кондиционирования холодного воздуха. Дополнительный концевой выключатель переменного тока одновременно отключает вентиляционную установку, чтобы более теплый воздух, который не был охлажден, не продолжал выходить через вентиляционные отверстия. Когда температура, считываемая термостатом, снова повышается, оба концевых выключателя кондиционера снова включаются, создавая холодный воздух и выдувая его через вентиляционные отверстия для распределения.

Когда концевой выключатель выходит из строя, это приводит к короткому циклу переменного тока, слишком быстрому выключению системы кондиционирования воздуха или отсутствию выключения переменного тока вообще. Возможно, залип концевой выключатель переменного тока или произошло короткое замыкание в его проводке. В любом случае, важно связаться с квалифицированной компанией по кондиционированию воздуха в Грешэме, например, The Clean Air Act, Inc., для ремонта. Позвоните нам сегодня, если вам нужна служба кондиционирования воздуха в районе Грешема!

Теги: Концевые выключатели переменного тока, Кондиционер, Ремонт кондиционеров, Gresham, Troutdale

Понедельник, 20 августа 2012 г., 10:15 | Категории: Кондиционер |

У вашего кондиционера есть пределы охлаждения: вот какие они

Вы когда-нибудь задумывались, насколько холодным может сделать ваш дом центральная система кондиционирования? Вы, наверное, уже знаете, какое значение на термостате установлено на самом низком уровне.Для большинства моделей это 60 ° F, что достаточно круто. Слишком круто для большинства. Но в случае очень жаркого дня, сколько энергии вы можете получить от сети переменного тока? Сколько прохладного воздуха вы можете подуть в дом, чтобы чувствовать себя комфортно?

Мы рады, что вы задаете эти вопросы, независимо от того, связаны ли вы с жарой или вам просто любопытно. Понимание ограничений центральной системы кондиционирования воздуха может помочь вам лучше управлять ею, продлить срок ее службы, снизить затраты на ее эксплуатацию и сократить количество необходимых ремонтов.

Предел 20 ° F

Вот предел вашей системы кондиционирования: она может снизить температуру в помещении на 20 ° F. Это верно независимо от того, какой у вас тип кондиционера. Если размер блока был правильным, не слишком большим и не слишком маленьким для дома, он способен отводить достаточно тепла наружу, чтобы снизить температуру на 20 ° F.

В большинстве ситуаций этого более чем достаточно, чтобы насладиться комфортом. Например, в день во Флориде с температурой 90 ° F кондиционер может охладить интерьер дома до 70 ° F, что комфортно почти для всех.Вероятно, это может еще больше снизить температуру, потому что хорошо изолированный дом замедлит поток наружного тепла, поэтому в помещении уже будет прохладнее, чем на улице.

Министерство энергетики США рекомендует устанавливать термостаты на 78 ° F в течение дня, когда люди находятся дома. Это упрощает управление жаркими днями, не нагружая кондиционер выше максимальной температуры 20 ° F. Чем меньше разница между температурой в помещении и на улице, тем медленнее распространяется тепло в помещении и тем легче поддерживать комфорт в помещении.

Не выходите за пределы 20 ° F

Проявите милосердие к своему кондиционеру и никогда не устанавливайте термостат более чем на 20 ° F ниже температуры наружного воздуха. Если вы попросите систему охлаждения снизить температуру выше порогового значения 20 ° F, компрессор кондиционера будет работать постоянно, поскольку он изо всех сил пытается достичь невозможной цели. Это тратит деньги и сокращает срок службы оборудования, что приводит к перегоранию компрессора.

Можно ли купить более мощный кондиционер? Не для дома.Наука холодильных систем разработала идеальный баланс энергоэффективности и равномерного распределения комфорта. Чтобы кондиционер еще больше понизил температуру, потребуется подача холодного воздуха. Это невероятно дорого, а также создает неравномерное охлаждение. В местах рядом с вентиляционными отверстиями будет возникать сильный озноб, из-за чего некоторые части дома станут невыносимыми, если люди не будут носить свитера. Вокруг плохие новости!

Если ваша центральная система кондиционирования не обеспечивает комфорт в вашем доме, мы рекомендуем позвонить в службу кондиционирования воздуха в Клируотере, штат Флорида.Проблема может заключаться в неисправности или умирающем кондиционере. Не давите на термостат - давайте решим проблему.

Назначьте встречу с Balanced Air, Inc. сегодня и ощутите комфорт! Обслуживает район Тампа-Бэй с 1988 года.

Теги: Ремонт систем кондиционирования, Clearwater
Понедельник, 30 сентября 2019 г., 11:00 | Категории: Кондиционер |

Ограничение переменного тока (230 В) | Форум по электронике

Спасибо Клаусу и Тони за ваш отзыв и потраченное на него время.

Клаус, Вы правы в расчетах, и я согласен с Вами в отношении точности. Но, допустим, мне не нужна точность, допустим, мне нужен «механизм», который не позволит пройти на нагрузку более 4-5 ампер, несмотря ни на что. Вы, конечно, скажете: «Сначала нужно измерить ток !!!» и ты снова будешь прав.

Я думал добавить в систему «модуль трансформатора переменного тока», что-то вроде 5A / 5mA, другими словами мини-трансформатор (катушка), который производит небольшой ток, пропорциональный току, который проходит через его сердечник и через операционный усилитель, чтобы добавить некоторую обратную связь обратно к моему контроллеру, отключая управление оптопарой, если этот ток превышает пороговое значение в течение некоторого времени....

Или, может быть, я мог бы сделать что-то подобное со схемой на базе ACS712, которую я уже заказал для некоторого тестирования, следуя тому же принципу, что и выше.

Дело в том, "это правильный путь или есть другой способ справиться с такими проблемами?"

Вышеупомянутый принцип может работать и с реле. Если ток, производимый катушкой, в течение некоторого времени превышает максимально допустимый, микроконтроллер перестанет управлять реле, и диммер перестанет работать.

Тони, использование термовыключателя - это решение для симистора, но не для реле, если я не добавлю какое-то последовательное сопротивление на выходе, чтобы использовать термовыключатель на нем, в обоих случаях (либо выход управляется через реле или симистор). Опять же, решение, которое приходит мне в голову, - отправить этот сигнал обратной связи обратно моему контроллеру и позволить ему решить все остальное. ОДНА из причин, по которой я хочу "играть" очень безопасно (переход до 7 А с контактов реле 10 А ИЛИ 4 А от симистора 12 А), является предотвращение отказов из-за нестабильных условий.Хорошо, если перегрузка будет значительной, вы повредите устройство. Например, если спецификации указаны для нагрузки 4 А и вы подключаете нагрузку 25 А, то следует добавить предохранитель (по крайней мере), чтобы предотвратить неприятные результаты!

На практике я хотел бы иметь систему, которая будет отключаться для собственной защиты, прежде чем она будет повреждена.

Может быть, я несу чушь ... пожалуйста, оставляйте свои комментарии. Я ценю ваш вклад!

Nick

Не превышайте допустимые пределы мощности кондиционера!

Вы хотите избежать ремонта HVAC во Фресно, Калифорния, насколько это возможно.Несмотря на то, что осень уже официально наступила, Центральная долина все еще переживает жаркие дни, которые могут достигать 90-х годов. У системы кондиционирования вашего дома впереди тяжелая работа, и если вы не будете осторожны с ее запуском, вы можете вогнать ее в землю и потребовать дорогостоящего ремонта или замены.

У вашего кондиционера есть ограничения. Например, кондиционер не может снизить температуру в вашем доме до точки, при которой вода замерзнет. (Не то чтобы вам хотелось.) Чтобы помочь вам понять, как лучше всего поддерживать работу системы охлаждения в хорошем состоянии в конце сезона, мы рассмотрим пределы охлаждения вашего центрального кондиционера.

Предел 20 ° F

В: Насколько кондиционер может охладить дом?

A: на 20 ° F.

Так производятся бытовые кондиционеры. Независимо от количества охлаждающих тонн кондиционера, если он соответствует размеру дома, максимальная температура, с которой он может понизить температуру в помещении, составляет 20 ° F. Компрессор и хладагент не могут отбирать больше тепловой энергии из воздуха для его нижнего охлаждения.

Таким образом, в день, когда температура составляет 92 ° F, кондиционер может снизить температуру в птичнике до 72 ° F.Это комфортная температура! Фактически, это ниже, чем рекомендуемая настройка термостата для экономии энергии, которая составляет 78 ° F. При этом не учитывается изоляция дома, которая предотвращает попадание излишков наружного тепла внутрь. Таким образом, даже при температуре 100 ° F на улице температура в помещении будет ниже, и кондиционер все равно сможет поразить удобную цель.

Что произойдет, если AC будет делать больше?

Представьте, что вы понижаете настройку термостата до 60 ° F (что является самым низким значением, с которым работают большинство термостатов), когда температура в помещении более чем на 20 ° F выше.Кондиционер не может снизить температуру до этого значения, поэтому он будет работать непрерывно - как человек на беговой дорожке, который изо всех сил пытается добраться до места впереди, которого он никогда не сможет достичь. Кондиционер будет тратить энергию и накапливать дополнительную нагрузку, которая может привести к его перегреву и отказу.

Кроме того, вы хотите, чтобы в вашем доме температура в помещении была 60 ° F? Большинство людей сочли бы такую ​​температуру неприятной. Стремитесь к самой теплой обстановке, которую вы считаете комфортной, чтобы сэкономить энергию и снизить нагрузку на кондиционер.

Могу ли я получить более мощный кондиционер?

Не для дома. На самом деле, вам не нужен более мощный. Кондиционер в жилом помещении, температура которого может превышать 20 ° F, должен испускать холодный воздух. Это не только истощило бы огромное количество энергии, но и сделало бы людей, находящихся рядом с вентиляционными отверстиями комнаты, несчастными. У вас будет неравномерное охлаждение, если в некоторых частях дома будет слишком холодно. Вы не хотите заставлять людей в семье надевать куртки, когда на улице погода 90-х.

Если ваш кондиционер не может удовлетворить ваши потребности в охлаждении, мы советуем вам позвонить нашим техническим специалистам. Мы можем узнать, нуждается ли система в ремонте или замене.

Позвоните в Purl’s Sheet Metal & Air Conditioning , если вам потребуется ремонт системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха: «Качество - краеугольный камень нашего успеха» с 1952 года.

Теги: Ремонт кондиционеров, советы по кондиционированию, Fresno
Четверг, 3 октября 2019 г., 17:51 | Категории: Кондиционер |

Что такое концевые выключатели и как они работают?

Когда вы устанавливаете термостат в системе кондиционирования воздуха, вы принимаете как должное, что система будет поддерживать эту температуру во всем вашем доме.Но задумывались ли вы когда-нибудь о том, как это делается на самом деле? Правда в том, что есть много движущихся частей, которые все играют роль в поддержании прохлады и комфорта в вашем доме, и одна из них - концевой выключатель.

Что такое концевой выключатель?

Хотя вы, вероятно, не знали об этом, за эти годы вы встретили множество концевых выключателей. Концевой выключатель - это все, что останавливает электроприбор при определенных обстоятельствах. Маленький выключатель, который включает свет в холодильнике, когда вы открываете дверь, а затем снова выключается, когда вы ее закрываете, является прекрасным примером концевого выключателя.Еще один распространенный переключатель - выключатель, который останавливает работу стиральной или сушильной машины, когда вы открываете дверцу. Концевые выключатели используются для различных устройств и устройств, чтобы не только экономить электроэнергию, но и обеспечивать безопасность вас и вашего устройства.

Концевые выключатели и кондиционеры

Концевой выключатель вашей системы кондиционирования воздуха является связующим звеном между вентилятором на вашем воздухообрабатывающем устройстве и термостатом. Когда термостат определяет, что желаемая температура в помещении достигнута, он не дает кондиционеру производить больше холодного воздуха.В этот момент важно, чтобы нагнетатель тоже перестал работать.

Если этого не произойдет, вентилятор продолжит движение, и теплый воздух, а не холод, начнет циркулировать по всему дому. Однако, если вентилятор выключится слишком рано, холодный воздух, который все еще генерируется кондиционером, не сможет циркулировать. Поэтому важно, чтобы вентилятор был выключен одновременно с прекращением поступления холодного воздуха.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *