IP-Schutz mit Hilfe eines analogen Multiplikators KR525PS2. Schema, Beschreibung

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IP-Schutz mit Hilfe eines analogen Multiplikators KR525PS2. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Funkamateur-Designer

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Bei vielen Netzteilen ist das Regelelement vor Überschreitung der zulässigen Stromstärke und Temperatur geschützt. Nach Ansicht des Autors reichen diese Maßnahmen nicht aus und er schlägt vor, den Steuertransistor unter Berücksichtigung der Gehäusetemperatur vor Überschreitung der zulässigen Leistung zu schützen. Der Artikel betrachtet eine Variante eines solchen Schutzes einer instabilisierten Stromversorgung mithilfe eines analogen Multiplizierers KR525PS2. Auch stabilisierte Quellen können mit einem solchen Knoten ausgestattet werden.

Die vom Steuertransistor des Netzteils (PSU) abgegebene Leistung ist gleich dem Produkt aus Kollektorstrom (Laststrom) und Spannungsabfall im Kollektor-Emitter-Bereich. In Labor-Netzteilen (mit einstellbarer Ausgangsspannung) kann der Steuertransistor bei niedriger Ausgangsspannung und hohem Laststrom eine Leistung erzeugen, die über dem für ein bestimmtes Gerät zulässigen Wert liegt. Solche Netzteile bieten normalerweise nur Stromschutz. Es ist jedoch nicht in der Lage, das Regelelement zu schützen, wenn der Laststrom unter dem Schutzbetriebswert liegt und die am Regeltransistor abgegebene Leistung den zulässigen Wert überschreitet.

Es stellt sich die Frage, wie kann der Steuertransistor vor Überschreitung der zulässigen Verlustleistung geschützt werden? Es gibt einen inländischen Chip KR525PS2, der die Multiplikation zweier analoger Parameter durchführt. Wenn an seine Eingänge Signale angelegt werden, die proportional zum Kollektorstrom des Regeltransistors und der Spannung in der Kollektor-Emitter-Strecke sind, ist die Ausgangsspannung proportional zu ihrem Produkt. Somit ist es auf Basis dieser Mikroschaltung möglich, eine Schutzeinheit gegen Überschreitung der zulässigen Leistung durch den Regeltransistor aufzubauen.

Ein Diagramm eines solchen Schutzknotens in einem nicht stabilisierten Netzteil ist in der Abbildung dargestellt.

IP-Schutz durch einen analogen Multiplikator KR525PS2

Der Eingang zur Spannung an seinem Emitter minus 1 V).

Am Operationsverstärker DA2 ist ein Komparator angebracht. Sein nichtinvertierender Eingang wird mit Spannung vom Ausgang des DA1-Multiplizierers versorgt, und der invertierende Eingang wird mit einer beispielhaften Spannung vom Widerstandsteiler R15R16RK1 versorgt. Wenn die Spannung am nichtinvertierenden Eingang größer ist als am invertierenden Eingang, wird vom Ausgang des Operationsverstärkers ein Signal an den Trinistor VS1 gesendet. Es öffnet und verbindet die Basis des Transistors VT5 über die VD1-Diode mit einem gemeinsamen Draht. Der Transistor VT1, gefolgt von den Transistoren VT2 und VT3, sind geschlossen. Gleichzeitig leuchtet die HL1-LED auf und signalisiert damit, dass das Netzteil ausgeschaltet und die Last stromlos ist. Der Thermistor RK1 fungiert als Temperatursensor für den Körper des Transistors VT3 (er ist am Körper des Transistors oder an einem Kühlkörper in der Nähe des Körpers befestigt).

Das Schutzgerät wird aus der Zusatzwicklung des Netztransformators T1 gespeist. Auf den Dioden VD6-VD9 und den Kondensatoren C2, C3 ist ein Gleichrichter montiert, und auf den Zenerdioden VD10, VD11 und den Widerständen R10, R11 ist der einfachste bipolare Stabilisator montiert.

Der Sicherheitsknoten wird wie folgt eingerichtet. Zunächst korrigieren die Trimmwiderstände R12–R14 die Nullspannung am Multiplizierer. Bei Nullspannungen an den Eingängen Spannung am Eingang Y), der Trimmerwiderstand R14 wird am Ausgang Z auf Null gesetzt. Und schließlich wird ein ähnlicher Vorgang für Eingang Y durchgeführt. Danach gilt die Multiplikatoreinstellung als abgeschlossen.

Basierend auf der zulässigen Verlustleistung des Regeltransistors und dem zulässigen Strom wird dann die Kollektor-Emitter-Spannung berechnet. Für den KT819G-Transistor mit einer zulässigen Leistung von 60 W und einem Strom von 15 A beträgt dieser Wert 4 V. Bei einem maximalen Strom von 15 A beträgt der Spannungsabfall am Stromsensor 3,6 V. Diese Spannungen (3,4 und ca 2,2 ... 3,6, 7 V - dieser Wert hängt von der Position des Trimmerwiderstands R6 ab) wird den entsprechenden Eingängen (X und Y) des Multiplizierers zugeführt, nachdem diese zuvor von den Widerständen R7 und R15 und dem Komparator getrennt wurden aktiviert ist, werden der Trinistor und die LED eingeschaltet. Dies erfordert möglicherweise die Auswahl des Widerstands RXNUMX.

Das Vorhandensein eines Thermistors RK1 mit negativem TCR führt dazu, dass mit steigender Temperatur des Transistorgehäuses der Widerstand des Thermistors abnimmt und daher die Spannung am invertierenden Eingang des Operationsverstärkers abnimmt. Und da die zulässige Verlustleistung des Transistors mit steigender Gehäusetemperatur abnimmt, sollte die Schutzeinheit in diesem Fall mit einer geringeren Leistung arbeiten.

Ein solcher Schutz kann in fast jedem Netzteil mit Regeltransistor angewendet werden. Es ist jedoch zu beachten, dass die Spannung an den Eingängen des Multiplizierers 10 V nicht überschreiten sollte. Daher muss in Fällen, in denen die Spannung am Regeltransistor diesen Wert überschreiten kann, sie über a an den X-Eingang des Multiplizierers angelegt werden Widerstandsteiler.

Autor: A.Partin, Ekaterinbur

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