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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Dispositivo de proteção para equipamentos de alta corrente. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Relógios, temporizadores, relés, interruptores de carga O dispositivo proposto é projetado para proteger equipamentos que consomem corrente de pulso significativa de uma fonte de tensão constante (UMZCH, transceptores, etc.). O dispositivo desliga a carga em casos de aumento ou diminuição excessiva da tensão de alimentação. Os limites de proteção podem ser ajustados dentro de limites amplos. As pequenas dimensões do dispositivo permitem que ele seja integrado à carga energizada. Quando equipamentos de rádio potentes de baixa tensão recebem energia de fontes aleatórias não padronizadas, incluindo baterias de automóveis, sua proteção contra inversão de polaridade e tensão de alimentação inaceitável (muito alta ou baixa) é muito importante. No primeiro caso, você pode usar a técnica clássica - um fusível e um diodo potente conectado com o cátodo ao positivo e o ânodo ao barramento de alimentação negativo. Para o segundo caso, foi desenvolvido o dispositivo proposto, que está incluído na linha de energia da carga e pode ser embutido na carga. O diagrama do dispositivo é mostrado na Fig. 1.
A carga é comutada por um poderoso transistor de efeito de campo de canal P IRF4905 (VT1), que é controlado por dois microcircuitos - estabilizadores de tensão paralelos - KR142EN19 (DA1 e DA2), operando em modo comparador. Se a tensão na entrada do microcircuito KR142EN19 for menor que seu limite de comutação (2,5 V), então o microcircuito fecha e consome uma corrente de cerca de 1 μA. Caso contrário, a corrente através do microcircuito aumenta acentuadamente (com uma inclinação de aproximadamente 2 A/V), por isso é limitada por elementos externos para que não exceda 100 mA. No chip DA1 é montada uma unidade que responde ao aumento da tensão de alimentação, e no DA2 - à diminuição. As características do dispositivo são mostradas na Fig. 2.
Vamos considerar um aumento suave na tensão de alimentação. Desde que seja inferior a 10 V, ambos os microcircuitos estão fechados e a corrente através do resistor R7 é pequena. A tensão neste resistor não é suficiente para abrir o transistor VT1, a carga é desligada e o LED HL1 não acende. Quando a tensão de alimentação aumenta para 10 V, a tensão na entrada de controle do chip DA2 atingirá 2,5 V e o chip abrirá. A corrente através dele aumentará, a tensão no resistor R7 aumentará e o transistor abrirá e conectará a carga. Devido à baixa resistência do canal do transistor aberto VT1 (0,02 Ohm), a queda de tensão nele será pequena e quase toda a tensão de entrada será fornecida à carga. O LED HL1 indica o estado ligado da carga. Quando a tensão de alimentação atingir 16 V, o chip DA 1 abrirá, a tensão nele não ultrapassará 2 V, como resultado o chip DA 2 fechará, o transistor VT1 também fechará e desligará a carga. O LED HL1 apagará. Com uma diminuição suave da tensão de alimentação, a carga será ligada na tensão de 15 V e desligada em 9 V. Assim, cada limite de comutação possui uma histerese, o que aumenta a confiabilidade da comutação e elimina a comutação repetida da carga quando um a tensão de alimentação instável flutua no nível limite. A histerese do limite superior é realizada usando feedback positivo através do resistor R6, o limite inferior - através do resistor R8. Os limites de resposta acima podem ser alterados dentro de limites amplos: o superior - com o resistor de corte R1, o inferior - R4. Aumentar a resistência dos resistores R 6 reduz a histerese do limite superior, R 8 - do limite inferior. Para reduzir a influência da interferência, os capacitores C1 e C3 são incluídos no circuito de realimentação negativa dos microcircuitos, mas deve-se observar que reduzem o desempenho do dispositivo. Com uma corrente de carga de 10 A, a queda de tensão no transistor aberto VT1 não excederá 0,2 V e a dissipação de potência não será superior a 2 W, portanto o transistor pode ser usado sem dissipador de calor. Em uma corrente de 20 A, a dissipação de potência pode chegar a 8 W, sendo necessário um pequeno dissipador de calor ou a conexão de dois transistores em paralelo. A tensão de alimentação, levando em consideração a ondulação, deve ser inferior à tensão máxima permitida dos microcircuitos - 30 V. Construção e detalhes Transistor IRF 4905 (VT 1) - efeito de campo com canal p em pacote TO-220 ou IRF4905L em pacote TO-262, você também pode usar IRFU5305 em pacote TO-251AA. O chip KR142EN19 (DA1 e DA2) pode ser substituído por um análogo estrangeiro TL 431 CLR. Todos os capacitores são K10-17 ou similares importados, os resistores fixos são R1-4, MLT, S2-33, os trimmers são SPZ-19. Para estas peças foi projetada uma placa cujo desenho é mostrado na Fig. 3. É feito de fibra de vidro de folha unilateral.
Caso seja necessário reduzir as dimensões gerais do dispositivo, então é necessário utilizar peças para montagem saliente: transistor VT 1 IRF 4905 S - em caixa D 2-Pak ou IRFR 5305 - em caixa D - Pak, DA1 e DA2 Microcircuitos TL431CD - em invólucro SOP-8, resistores de sintonia PVZ, resistores fixos e capacitores - tamanho 1206. Um desenho da placa de circuito impresso para tais peças é mostrado na Fig. 4, fotografia da placa montada - na Fig. 5.
O LED HL1 pode ser usado em qualquer espectro de radiação visível de baixa potência. A resistência do resistor R9 é selecionada de forma que na tensão máxima de alimentação da carga, a corrente através do LED não exceda o valor máximo permitido. O LED HL1 e o resistor R9 são montados fora da placa. Estes elementos só são necessários se a carga não possuir indicação própria de estado ligado. Estabelecimento se resume a definir limites de comutação usando resistores de corte R1 e R4; os valores de histerese necessários são definidos selecionando os resistores R6 e R8. Autor: I. Nechaev, Kursk; Publicação: cxem.net
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