|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Bộ điều chỉnh điện áp bóng bán dẫn với bảo vệ quá tải
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Thiết bị chống sét lan truyền Có vẻ như mọi thứ đã được viết về bộ ổn áp liên tục. Tuy nhiên, việc phát triển một bộ ổn định đáng tin cậy và không quá phức tạp (không quá ba hoặc bốn bóng bán dẫn), đặc biệt là với dòng tải tăng lên, là một nhiệm vụ khá nghiêm túc, bởi vì một trong những yêu cầu đầu tiên là yêu cầu bảo vệ đáng tin cậy các bóng bán dẫn điều khiển. khỏi quá tải. Trong trường hợp này, điều mong muốn là sau khi loại bỏ nguyên nhân gây quá tải, hoạt động bình thường của bộ ổn định sẽ tự động được khôi phục. Mong muốn đáp ứng những yêu cầu này thường dẫn đến sự phức tạp đáng kể của mạch ổn định và hiệu suất của nó giảm đáng kể. Theo ý kiến của mình, tác giả bài viết này đang cố gắng tìm ra giải pháp tối ưu. Trước khi tìm giải pháp tối ưu, chúng ta hãy phân tích đặc tính tải Uout = f(Iout) của ổn áp chế tạo theo các mạch thông dụng nhất. Đối với bộ ổn định được mô tả trong [1], khi quá tải, điện áp đầu ra Uout nhanh chóng giảm về 2. Tuy nhiên, dòng điện không giảm và có thể đủ để làm hỏng tải, đồng thời công suất tiêu tán của bóng bán dẫn điều khiển đôi khi vượt quá giới hạn cho phép. Trong [1], một bộ ổn định tương tự được bổ sung khả năng bảo vệ cò súng. Khi quá tải, không chỉ điện áp đầu ra mà cả dòng điện cũng giảm. Tuy nhiên, khả năng bảo vệ này không đủ hiệu quả vì nó chỉ hoạt động sau khi điện áp đầu ra giảm xuống dưới XNUMX V và trong một số điều kiện, nó không loại bỏ được tình trạng quá tải nhiệt của bóng bán dẫn điều khiển. Để đưa bộ ổn định như vậy về chế độ vận hành, cần phải tắt gần như hoàn toàn tải và điều này không phải lúc nào cũng được chấp nhận, đặc biệt đối với bộ ổn định đóng vai trò là một phần không thể thiếu của một thiết bị phức tạp hơn. Bảo vệ bộ ổn định, sơ đồ được thể hiện trong hình. 1, kích hoạt khi điện áp đầu ra giảm nhẹ do quá tải. Xếp hạng của các phần tử mạch được đưa ra cho điện áp đầu ra 12 V ở hai phiên bản: không có dấu ngoặc nếu VD1 là D814B và trong ngoặc nếu là KS139E. Một mô tả ngắn gọn về hoạt động của bộ ổn định như vậy có sẵn trong [3].
Các thông số tốt của nó được giải thích là do tất cả các tín hiệu cần thiết được hình thành từ điện áp đầu ra ổn định và cả hai bóng bán dẫn (điều chỉnh VT1 và điều khiển VT2) đều hoạt động ở chế độ khuếch đại điện áp. Các đặc tính tải đo được bằng thực nghiệm của bộ ổn định này được thể hiện trong Hình 2. 3 (đường cong 4 và XNUMX).
Nếu điện áp đầu ra lệch khỏi giá trị danh định, mức tăng của nó thông qua diode zener VD1 sẽ được truyền gần như hoàn toàn đến bộ phát của bóng bán dẫn VT2. Nếu bạn không tính đến điện trở vi sai của diode zener, ΔUе - ΔUout. Đây là tín hiệu của hệ điều hành tiêu cực. Nhưng thiết bị cũng có mặt tích cực. Nó được tạo ra bởi một phần tăng điện áp đầu ra được cung cấp cho đế của bóng bán dẫn thông qua bộ chia điện áp R2R3:
Tổng phản hồi ở chế độ ổn định là âm, tín hiệu lỗi là giá trị
mà giá trị tuyệt đối càng lớn thì R3 càng nhỏ so với R2. Việc giảm tỷ lệ này có tác dụng có lợi đối với hệ số ổn định và điện trở đầu ra của bộ ổn định. Xem xét rằng
Nên chọn diode Zener VD1 để có điện áp ổn định đầu ra tối đa có thể nhưng thấp hơn. Nếu bạn thay thế điện trở R3 bằng hai điốt nối theo chiều thuận và mắc nối tiếp (ví dụ như được đề xuất trong [4]), các tham số của bộ ổn định sẽ được cải thiện, vì vị trí của R3 trong các biểu thức cho ΔUb và ΔUbe sẽ được tính bằng điện trở vi sai nhỏ của điốt hở. Tuy nhiên, việc thay thế như vậy sẽ dẫn đến một số vấn đề khi bộ ổn định chuyển sang chế độ bảo vệ. Chúng ta sẽ tập trung vào chúng bên dưới, nhưng bây giờ chúng ta sẽ để điện trở R3 ở cùng một vị trí. Ở chế độ ổn định, điện áp rơi trên điện trở R1 hầu như không thay đổi. Dòng điện chạy qua điện trở này bằng tổng dòng điện điốt zener VD1 và dòng điện phát của bóng bán dẫn VT2, gần bằng dòng điện cơ sở của bóng bán dẫn VT1. Khi điện trở tải giảm, thành phần cuối cùng của dòng điện chạy qua R1 tăng lên và thành phần đầu tiên (dòng diode zener) giảm xuống 2, sau đó sự tăng điện áp đầu ra không còn được truyền đến bộ phát của bóng bán dẫn VTXNUMX qua zener điốt. Kết quả là mạch phản hồi âm bị đứt và vòng phản hồi dương tiếp tục hoạt động dẫn đến sự đóng cửa giống như tuyết lở của cả hai bóng bán dẫn và cắt dòng tải. Dòng điện tải, trên đó mức bảo vệ được kích hoạt, có thể được ước tính bằng công thức
trong đó h21e là hệ số truyền dòng điện qua Transistor VT1. Thật không may, h21e có sự phân tán lớn từ phiên bản bóng bán dẫn này sang phiên bản bóng bán dẫn khác, tùy thuộc vào dòng điện và nhiệt độ. Do đó, điện trở R1 thường phải được chọn trong quá trình thiết lập. Trong bộ ổn áp được thiết kế cho dòng tải cao, điện trở R1 nhỏ. Kết quả là dòng điện qua diode zener VD1 tăng lên rất nhiều khi dòng tải giảm nên cần phải sử dụng diode zener có công suất tăng thêm. Sự hiện diện trong các đặc tính tải (xem đường cong 3 và 4 trong Hình 2) của các phần chuyển tiếp tương đối mở rộng giữa chế độ vận hành và bảo vệ (lưu ý rằng các phần này nặng nhất theo quan điểm về chế độ nhiệt của bóng bán dẫn VT1) được giải thích chủ yếu là do sự phát triển của quá trình chuyển mạch bị cản trở bởi phản hồi tiêu cực cục bộ thông qua điện trở R1. Điện áp càng thấp độ ổn định của diode zener VD1 càng cao, các thứ khác bằng nhau, giá trị của điện trở R1 và quá trình chuyển từ chế độ vận hành sang chế độ bảo vệ của bộ ổn định càng “trì hoãn”. Điều này, cũng như kết luận đã đưa ra trước đó, về tính khả thi của việc sử dụng diode zener VD1 với điện áp ổn định cao nhất có thể đã được xác nhận bằng thực nghiệm. Điện áp đầu ra của bộ ổn định theo mạch như hình 1. 814, với diode zener D9B (Ust = 139 V), so với diode zener KS3,9E tương tự (UCT = XNUMX V), ít phụ thuộc hơn đáng kể vào tải và nó chuyển “dốc” hơn sang chế độ bảo vệ khi quá tải. Có thể giảm và thậm chí loại bỏ hoàn toàn phần chuyển tiếp của đặc tính tải của bộ ổn định bằng cách thêm một bóng bán dẫn VT3 bổ sung vào nó, như trong Hình. 3.
Ở chế độ hoạt động, bóng bán dẫn này ở trạng thái bão hòa và hầu như không ảnh hưởng đến hoạt động của bộ ổn định, chỉ làm xấu đi một chút độ ổn định nhiệt độ của điện áp đầu ra. Khi do quá tải, dòng điện điốt zener VD1 có xu hướng về 3, bóng bán dẫn VT1 chuyển sang trạng thái hoạt động rồi đóng lại, tạo điều kiện để bật nhanh bảo vệ. Trong trường hợp này, không có phần chuyển tiếp trơn tru của đặc tính tải (xem đường cong 2 trong Hình XNUMX). Điốt VD2 và VD3 ở chế độ hoạt động ổn định điện áp dựa trên bóng bán dẫn VT2, giúp cải thiện các thông số cơ bản của bộ ổn áp. Tuy nhiên, nếu không có bóng bán dẫn bổ sung VT3, điều này sẽ ảnh hưởng tiêu cực đến khả năng bảo vệ vì nó làm suy yếu thành phần tích cực của HĐH. Việc chuyển sang chế độ bảo vệ trong trường hợp này rất chậm trễ và chỉ xảy ra sau khi điện áp tải giảm xuống giá trị gần với giá trị được hỗ trợ bởi điốt VD2 và VD3 dựa trên bóng bán dẫn VT2 (xem đường cong 2 trong Hình 2). Các bộ ổn định được coi là có một nhược điểm đáng kể đối với nhiều ứng dụng: chúng vẫn ở trạng thái bảo vệ sau khi loại bỏ nguyên nhân gây quá tải và thường không chuyển sang chế độ vận hành khi điện áp nguồn được cấp cho tải được kết nối. Có nhiều cách khác nhau để khởi động chúng, ví dụ, sử dụng một điện trở bổ sung được lắp song song với phần cực thu-cực của bóng bán dẫn VT1, hoặc (như đề xuất trong [4]) “cấp” đế của bóng bán dẫn VT2. Vấn đề được giải quyết bằng sự thỏa hiệp giữa độ tin cậy khi khởi động dưới tải và cường độ dòng điện ngắn mạch, điều này không phải lúc nào cũng được chấp nhận. Các biến thể của bộ phận phóng được xem xét trong [5] và [6] hiệu quả hơn, nhưng chúng làm phức tạp toàn bộ bộ ổn định. Một phương pháp ít phổ biến hơn nhưng thú vị hơn để loại bỏ bộ ổn định khỏi chế độ bảo vệ được đề xuất trong [7]. Thực tế là một bộ tạo xung được thiết kế đặc biệt sẽ định kỳ mở cưỡng bức bóng bán dẫn điều chỉnh, đưa bộ ổn định vào chế độ vận hành trong một thời gian. Nếu nguyên nhân gây quá tải được loại bỏ, khi kết thúc xung tiếp theo, bộ bảo vệ sẽ không hoạt động trở lại và bộ ổn định sẽ tiếp tục hoạt động bình thường. Công suất trung bình tiêu tán bởi bóng bán dẫn điều khiển khi quá tải tăng nhẹ. Trong bộ lễ phục. Hình 4 cho thấy sơ đồ của một trong các tùy chọn khả thi cho bộ ổn định hoạt động theo nguyên tắc này. Nó khác với mô tả trong [7] ở chỗ không có bộ phận riêng biệt - bộ tạo xung. Khi quá tải, bộ ổn định chuyển sang chế độ dao động do vòng phản hồi dương được đóng lại qua tụ C1. Điện trở R3 giới hạn dòng sạc của tụ điện và R4 đóng vai trò là tải máy phát khi đóng tải bên ngoài.
Trong trường hợp không xảy ra quá tải sau khi cấp điện áp vào, bộ ổn định sẽ khởi động nhờ điện trở R2. Do tụ điện C1 được nối song song bởi một diode hở VD2 và các điện trở R3-R5 mắc nối tiếp nên các điều kiện tự kích thích không được đáp ứng và thiết bị hoạt động tương tự như đã thảo luận trước đó (xem Hình 1). Trong quá trình chuyển bộ ổn định sang chế độ bảo vệ, tụ điện C1 đóng vai trò là bộ tăng áp, đẩy nhanh quá trình phát triển. Mạch tương đương của bộ ổn định ở chế độ bảo vệ được thể hiện trong hình. 5.
Khi điện trở tải Rн bằng 1 thì cực dương của tụ C4 được nối qua điện trở R2 với dây chung (trừ nguồn điện áp đầu vào). Điện áp mà tụ điện được tích điện ở chế độ ổn định được đưa vào đế của bóng bán dẫn VT1 ở cực âm và giữ cho bóng bán dẫn luôn đóng. Tụ điện được phóng điện bởi dòng điện i3. dòng điện qua điện trở R5-R2 và hở diode VD1. Khi điện áp ở chân đế của VT0,7 vượt quá -2 V, diode VD2 sẽ đóng lại, nhưng việc nạp lại tụ sẽ tiếp tục với dòng i2 chạy qua điện trở R2. Khi đạt đến một điện áp dương nhỏ ở đế của bóng bán dẫn VT1, bóng bán dẫn VT1 và cùng với nó là VT3 sẽ bắt đầu mở. Do phản hồi dương qua tụ điện C5, cả hai bóng bán dẫn sẽ mở hoàn toàn và duy trì ở trạng thái này trong một thời gian cho đến khi tụ điện được sạc với dòng điện i100 gần bằng điện áp Uin, sau đó các bóng bán dẫn sẽ đóng lại và chu kỳ sẽ lặp lại. Với những gì được chỉ ra trong sơ đồ trong hình. 200 xếp hạng phần tử, thời lượng của các xung được tạo là vài mili giây, thời gian lặp lại là 30...XNUMX ms. Biên độ của xung dòng điện đầu ra ở chế độ bảo vệ xấp xỉ bằng dòng điện hoạt động bảo vệ. Giá trị trung bình của dòng điện ngắn mạch được đo bằng miliampe kế có mặt số là khoảng XNUMX mA. Khi điện trở tải RH tăng lên, sẽ đến lúc khi các bóng bán dẫn VT1 và VT2 mở, phản hồi âm “lớn hơn” phản hồi dương và máy phát lại chuyển thành bộ ổn áp. Giá trị RH tại đó xảy ra sự thay đổi chế độ phụ thuộc chủ yếu vào điện trở của điện trở R3. Nếu giá trị của nó quá nhỏ (dưới 5 Ohms), hiện tượng trễ xuất hiện trong đặc tính tải và với điện trở R3 bằng 200, ổn định điện áp chỉ được khôi phục khi điện trở tải lớn hơn 3 Ohms. Điện trở của điện trở RXNUMX tăng quá mức dẫn đến xuất hiện phần chuyển tiếp trong đặc tính tải. Biên độ của các xung phân cực âm dựa trên bóng bán dẫn VT2 đạt 10 V, có thể dẫn đến đánh thủng phần cực phát gốc của bóng bán dẫn này. Tuy nhiên, sự đánh thủng có thể đảo ngược và dòng điện của nó bị giới hạn bởi các điện trở R1 và R3. Nó không can thiệp vào hoạt động của máy phát điện. Khi chọn bóng bán dẫn VT2, cũng cần phải tính đến việc điện áp đặt vào phần đế cực thu của nó đạt đến tổng điện áp đầu vào và đầu ra của bộ ổn định. Trong thiết bị vận hành, đầu ra của bộ ổn áp thường được nối song song bằng tụ điện (C2, như trên Hình 4 có nét đứt). Công suất của nó không được vượt quá 200 μF. Hạn chế là do trong quá trình quá tải không kèm theo ngắn mạch hoàn toàn ở đầu ra, tụ điện này sẽ đi vào mạch phản hồi dương của máy phát. Trong thực tế, điều này được thể hiện ở chỗ máy phát điện chỉ “khởi động” khi quá tải đáng kể và hiện tượng trễ xuất hiện trong đặc tính tải. Điện trở của điện trở R4 phải sao cho điện áp rơi trên nó trong quá trình phát xung đủ để mở bóng bán dẫn VT2 (-1 V) và đảm bảo đáp ứng các điều kiện tự phát ở điện trở tải bằng XNUMX. Thật không may, ở chế độ ổn định, điện trở này chỉ làm giảm hiệu suất của thiết bị. Để bảo vệ hoạt động chính xác, điều cần thiết là ở bất kỳ dòng tải cho phép nào, điện áp đầu vào tối thiểu (bao gồm cả gợn sóng) của bộ ổn định vẫn đủ để nó hoạt động bình thường. Khi thử nghiệm tất cả các bộ ổn định được thảo luận ở trên với điện áp đầu ra định mức là 12 V, nguồn điện là bộ chỉnh lưu diode cầu 14 V với tụ điện 10000 μF ở đầu ra. Điện áp gợn sóng ở đầu ra bộ chỉnh lưu, được đo bằng VZ 38 milivolt, không vượt quá 0,6 V. Nếu cần, bản chất xung của bảo vệ có thể được sử dụng để biểu thị trạng thái của bộ ổn định, bao gồm cả âm thanh. Trong trường hợp sau, khi quá tải, bạn sẽ nghe thấy tiếng click ở tốc độ lặp lại xung. Trong bộ lễ phục. Hình 6 cho thấy sơ đồ của bộ ổn định phức tạp hơn với chức năng bảo vệ xung, phần lớn không có những nhược điểm đã thảo luận trong phần đầu của bài viết (xem Hình 4). Điện áp đầu ra của nó là 12 V, điện trở đầu ra là 0,08 Ohm, hệ số ổn định là 250, dòng điện hoạt động tối đa là 3 A, ngưỡng bảo vệ là 3,2 A, dòng tải trung bình ở chế độ bảo vệ là 60 mA. Sự hiện diện của bộ khuếch đại trên bóng bán dẫn VT2, nếu cần, cho phép tăng đáng kể dòng điện hoạt động bằng cách thay thế bóng bán dẫn VT1 bằng bóng bán dẫn tổng hợp mạnh hơn.
Thuật toán bảo vệ cho bộ ổn định này khác một chút so với thuật toán được mô tả trước đây. Ở chế độ bảo vệ, các bóng bán dẫn VT2 và VT3 tạo thành một bộ tạo xung với tụ điện điều chỉnh tần số C1. Tụ điện C2 ngăn chặn sự phát sinh ký sinh tần số cao. Không có điện trở nối tiếp trong mạch đầu ra của bộ ổn định (tương tự như R4, xem Hình 4) làm giảm hiệu suất; điện trở R1 đóng vai trò là tải máy phát. Mục đích của điốt VD1, VD2 và bóng bán dẫn VT4 tương tự như các phần tử VD2, VD3 và VT3 trong bộ ổn áp theo mạch như hình 3. XNUMX. Giá trị của điện trở giới hạn R4 có thể dao động từ hàng chục ohm đến 51 kOhms. Đầu ra của bộ ổn định có thể được bỏ qua bằng tụ điện có công suất lên tới 1000 μF, tuy nhiên, điều này dẫn đến xuất hiện hiện tượng trễ trong đặc tính tải: ở ngưỡng bảo vệ 3,2 A, giá trị đo được của dòng điện trở lại sang chế độ ổn định là 1,9 A. Để chuyển đổi rõ ràng các chế độ, điều cần thiết là khi điện trở tải giảm, dòng điện qua diode zener VD3 phải dừng trước khi bóng bán dẫn VT2 đi vào trạng thái bão hòa. Do đó, giá trị của điện trở R1 được chọn sao cho trước đó. bảo vệ hoạt động, điện áp ít nhất là 2... vẫn còn giữa bộ thu và bộ phát của bóng bán dẫn này... 3 V. Ở chế độ bảo vệ, bóng bán dẫn VT2 đi vào trạng thái bão hòa, do đó, biên độ của các xung dòng tải có thể là 1.2 ...1,5 lần so với dòng hoạt động bảo vệ. Cần lưu ý rằng khi điện trở R1 giảm đáng kể, công suất tiêu tán của bóng bán dẫn VT2 tăng lên đáng kể. Về mặt lý thuyết, sự hiện diện của tụ điện C1 có thể dẫn đến sự gia tăng độ gợn của điện áp đầu ra của bộ ổn định. Tuy nhiên, điều này đã không được quan sát thấy trong thực tế. Điện áp ổn định đầu ra bằng tổng điện áp rơi trên điốt VD1 và VD2, phần cực phát của bóng bán dẫn VT4 và điện áp ổn định của diode zener VD3 trừ đi điện áp rơi trên phần cực phát của bóng bán dẫn VT3 - nhiều hơn khoảng 1,4 V so với điện áp ổn định của diode zener. Dòng cắt bảo vệ được tính bằng công thức
Nhờ có bộ khuếch đại bổ sung trên bóng bán dẫn VT2, dòng điện chạy qua điện trở R3 tương đối nhỏ, ngay cả với dòng tải tính toán đáng kể. Điều này một mặt giúp cải thiện hiệu quả của bộ ổn áp nhưng mặt khác nó buộc phải sử dụng diode zener có khả năng hoạt động ở dòng điện thấp như VD3. Dòng ổn định tối thiểu của diode zener KS6Zh hiển thị trong sơ đồ (xem Hình 211) là 0,5 mA. Bộ ổn định như vậy, ngoài mục đích dự định của nó, có thể đóng vai trò là bộ hạn chế xả pin. Để làm điều này, điện áp đầu ra được đặt sao cho nếu điện áp pin nhỏ hơn giá trị cho phép, bộ bảo vệ sẽ hoạt động, ngăn chặn việc phóng điện thêm. Trong trường hợp này, nên tăng giá trị điện trở R6 lên 10 kOhm. Do đó, dòng điện mà thiết bị tiêu thụ ở chế độ hoạt động sẽ giảm từ 12 xuống 2,5 mA. Cần lưu ý rằng trên bờ vực ngắt bảo vệ, dòng điện này tăng lên khoảng 60 mA, nhưng khi khởi động bộ tạo xung, giá trị trung bình của dòng xả pin giảm xuống 4...6 mA. Sử dụng nguyên tắc bảo vệ xung đã được xem xét, có thể chế tạo không chỉ các bộ ổn áp mà còn cả các “cầu chì” điện tử tự phục hồi được lắp đặt giữa nguồn điện và tải. Không giống như các dây nối cầu chì, những cầu chì như vậy có thể được sử dụng nhiều lần mà không cần lo lắng về việc phục hồi sau khi loại bỏ nguyên nhân gây ra sự cố. Cầu chì điện tử phải chịu được cả lỗi ngắn hạn và dài hạn, toàn bộ hoặc một phần tải. Điều thứ hai thường xảy ra với các dây kết nối dài, điện trở của dây này là một phần đáng chú ý của tải trọng. Trường hợp này nghiêm trọng nhất đối với phần tử chuyển mạch của cầu chì. Trong bộ lễ phục. Hình 7 cho thấy sơ đồ của cầu chì điện tử tự phục hồi đơn giản có bảo vệ xung. Nguyên lý hoạt động của nó gần giống với bộ ổn áp được mô tả ở trên (xem Hình 4), nhưng trước khi kích hoạt bảo vệ, các bóng bán dẫn VT1 và VT2 ở trạng thái bão hòa và điện áp đầu ra gần như bằng đầu vào.
Nếu dòng tải vượt quá giá trị cho phép, bóng bán dẫn VT1 sẽ hết bão hòa và điện áp đầu ra bắt đầu giảm. Sự gia tăng của nó thông qua tụ điện C1 đi đến đế của bóng bán dẫn VT2, đóng cái sau và cùng với nó là VT1. Điện áp đầu ra thậm chí còn giảm hơn nữa và do một quá trình giống như tuyết lở, các bóng bán dẫn VT1 và VT2 bị đóng hoàn toàn. Sau một thời gian, tùy thuộc vào hằng số thời gian của mạch R1C1, chúng sẽ mở lại, tuy nhiên, nếu vẫn quá tải thì chúng sẽ đóng lại. Chu kỳ này được lặp lại cho đến khi loại bỏ được tình trạng quá tải. Tần số của các xung được tạo ra là khoảng 20 Hz khi tải cao hơn một chút so với tải cho phép và 200 Hz khi đóng hoàn toàn. Chu kỳ hoạt động của các xung trong trường hợp sau là hơn 100. Khi điện trở tải tăng đến giá trị chấp nhận được, bóng bán dẫn VT1 sẽ đi vào trạng thái bão hòa và việc tạo xung sẽ dừng lại. Dòng điện cắt của "cầu chì" có thể được xác định gần đúng theo công thức
Hệ số 0,25, được chọn bằng thực nghiệm, có tính đến thời điểm chuyển bóng bán dẫn VT1 từ chế độ bão hòa sang chế độ hoạt động, hệ số truyền dòng điện của nó nhỏ hơn đáng kể so với hệ số danh nghĩa. Dòng điện hoạt động bảo vệ đo được ở điện áp đầu vào 12 V là 0,35 A, biên độ xung dòng tải khi nó đóng là 1,3 A. Độ trễ (chênh lệch giữa dòng điện hoạt động bảo vệ và việc khôi phục chế độ vận hành) không được phát hiện. Nếu cần, các tụ điện chặn có tổng công suất không quá 200 μF có thể được kết nối với đầu ra “cầu chì”, điều này sẽ làm tăng dòng điện hoạt động lên khoảng 0,5 A. Nếu cần hạn chế biên độ xung dòng tải, nên đưa vào mạch phát của bóng bán dẫn VT2 một điện trở vài chục ohm và tăng giá trị của điện trở R3 lên một chút. Nếu tải không được đóng hoàn toàn, có thể xảy ra sự cố về điện ở phần cực phát của bóng bán dẫn VT2. Điều này ít ảnh hưởng đến hoạt động của máy phát điện và không gây nguy hiểm cho bóng bán dẫn vì điện tích tích lũy trong tụ C1 trước khi đánh thủng là tương đối nhỏ. Nhược điểm của “cầu chì” được lắp ráp theo mạch đang xem xét (Hình 7) là hiệu suất thấp do điện trở R3 mắc nối tiếp với mạch tải và dòng điện cơ sở của bóng bán dẫn VT1, không phụ thuộc vào tải. Loại thứ hai cũng là điển hình cho các thiết bị tương tự khác [8]. Cả hai lý do làm giảm hiệu suất đều được loại bỏ bằng một “cầu chì” mạnh hơn với dòng tải tối đa là 5 A, mạch điện được minh họa trong Hình 8. 90. Hiệu suất của nó vượt quá 0,5% trong hơn mười lần phạm vi dòng tải. Dòng điện tiêu thụ khi không có tải nhỏ hơn XNUMX mA.
Để giảm điện áp rơi trên "cầu chì", một bóng bán dẫn germani được sử dụng làm VT4. Khi dòng tải nhỏ hơn mức cho phép, bóng bán dẫn này đang trên đà bão hòa. Trạng thái này được hỗ trợ bởi một vòng phản hồi âm, khi bóng bán dẫn VT2 mở và bão hòa, được hình thành bởi các bóng bán dẫn VT1 và VT3. Điện áp rơi trong phần thu-phát của bóng bán dẫn VT4 không vượt quá 0,5 V ở dòng tải 1 A và 0,6 V ở 5 A. Khi dòng tải nhỏ hơn dòng đáp ứng bảo vệ, bóng bán dẫn VT3 ở chế độ hoạt động và điện áp giữa bộ thu và bộ phát của nó đủ để mở bóng bán dẫn VT6, đảm bảo trạng thái bão hòa của bóng bán dẫn VT2 và cuối cùng là trạng thái dẫn điện của công tắc. VT4. Khi dòng tải tăng, dòng cơ sở của VT3 dưới tác động của phản hồi âm sẽ tăng lên và điện áp ở bộ thu của nó giảm cho đến khi bóng bán dẫn VT6 đóng lại. Tại thời điểm này, việc bảo vệ được kích hoạt. Dòng điện hoạt động có thể được ước tính bằng công thức
trong đó Req là tổng điện trở của các điện trở R4, R6 và R8 mắc song song. Hệ số 0,5, như trong trường hợp trước, là hệ số thử nghiệm. Khi đóng tải, biên độ của xung dòng điện đầu ra lớn xấp xỉ gấp đôi dòng điện hoạt động bảo vệ. Nhờ hoạt động của vòng phản hồi dương, được đóng thông qua tụ điện C2, bóng bán dẫn VT6 và cùng với nó là VT2-VT4, được đóng hoàn toàn và VT5 được mở. Các bóng bán dẫn vẫn ở trạng thái được chỉ định cho đến khi tụ điện C2 được tích điện bằng dòng điện chạy qua phần cực phát của bóng bán dẫn VT5 và các điện trở R7, R9, R11, R12. Vì R12 có giá trị lớn nhất trong số các điện trở được liệt kê nên nó xác định khoảng thời gian lặp lại của các xung được tạo ra - khoảng 2,5 giây. Sau khi nạp xong tụ C2, Transistor VT5 sẽ đóng lại, VT6 và VT2-VT4 sẽ mở ra. Tụ điện C2 sẽ phóng điện trong khoảng 0,06 giây qua bóng bán dẫn VT6, diode VD1 và điện trở R11. Khi tải đóng, dòng thu của bóng bán dẫn VT4 lúc này đạt 8...10 A. Sau đó chu kỳ sẽ lặp lại. Tuy nhiên, trong xung đầu tiên sau khi loại bỏ tình trạng quá tải, bóng bán dẫn VT3 sẽ không chuyển sang trạng thái bão hòa và “cầu chì” sẽ trở về chế độ hoạt động. Điều thú vị là trong quá trình phát xung, bóng bán dẫn VT6 không mở hoàn toàn. Điều này được ngăn chặn bởi vòng phản hồi tiêu cực được hình thành bởi các bóng bán dẫn VT2, VT3, VT6. Với giá trị của điện trở R8 (9 kOhm) được chỉ ra trong sơ đồ (Hình 51), điện áp tại cực thu của bóng bán dẫn VT6 không giảm xuống dưới 0,3 Uin. Tải trọng bất lợi nhất đối với “cầu chì” là đèn sợi đốt mạnh, điện trở của dây tóc lạnh nhỏ hơn nhiều lần so với đèn nóng. Một thử nghiệm được thực hiện với đèn ô tô 12 V 32 + 6 W cho thấy 0,06 giây để khởi động là khá đủ và “cầu chì”, sau khi bật, sẽ chuyển sang chế độ vận hành một cách đáng tin cậy. Nhưng đối với các đèn quán tính hơn, thời lượng và chu kỳ lặp lại của các xung có thể phải tăng lên bằng cách lắp đặt tụ điện C2 có công suất cao hơn (nhưng không phải tụ điện oxit). Chu kỳ hoạt động của các xung được tạo ra do sự thay thế như vậy sẽ giữ nguyên. Nó không được chọn ngẫu nhiên bằng 40. Trong trường hợp này, cả ở dòng tải tối đa (5 A) và khi đóng đầu ra “cầu chì”, nguồn điện xấp xỉ và an toàn sẽ bị tiêu tán trên bóng bán dẫn VT4. Bóng bán dẫn GT806A có thể được thay thế bằng một bóng bán dẫn khác cùng dòng hoặc một bóng bán dẫn germanium mạnh mẽ, chẳng hạn như P210, với bất kỳ chỉ số chữ cái nào. Nếu không có bóng bán dẫn germanium hoặc cần phải hoạt động ở nhiệt độ cao, bạn cũng có thể sử dụng bóng bán dẫn silicon có h21e>40, ví dụ KT818 hoặc KT8101 với bất kỳ chỉ số chữ cái nào, tăng giá trị của điện trở R5 lên 10 kOhm. Sau khi thay thế như vậy, điện áp đo được giữa bộ thu và bộ phát của bóng bán dẫn VT4 không vượt quá 0,8 V ở dòng tải 5 A. Khi chế tạo “cầu chì”, bóng bán dẫn VT4 phải được lắp trên một bộ tản nhiệt, ví dụ như một tấm nhôm có kích thước 80x50x5 mm. Một tản nhiệt có diện tích 1,5...2 cm2 cũng cần thiết cho bóng bán dẫn VT3. Bật thiết bị lần đầu tiên mà không tải, trước hết hãy kiểm tra điện áp giữa bộ thu và bộ phát của bóng bán dẫn VT4, điện áp này phải xấp xỉ 0,5 V. Sau đó kết nối một điện trở biến thiên quấn dây có điện trở 10...20 Ohms và công suất 100 W tới đầu ra thông qua ampe kế. Giảm nhẹ điện trở, chuyển thiết bị sang chế độ bảo vệ. Sử dụng máy hiện sóng, đảm bảo rằng việc chuyển đổi chế độ xảy ra mà không có quá trình nhất thời kéo dài và các tham số của xung được tạo ra tương ứng với các tham số được chỉ ra ở trên. Giá trị chính xác của dòng điện hoạt động bảo vệ có thể được đặt bằng cách chọn các điện trở R4, R6, R8 (điều mong muốn là giá trị của chúng vẫn giữ nguyên). Khi tải bị ngắn mạch trong thời gian dài, nhiệt độ vỏ bóng bán dẫn VT4 không được vượt quá giá trị cho phép. Văn chương
Tác giả: A. Moskvin, Yekaterinburg
Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng
15.04.2024 Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global
15.04.2024 Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm
14.04.2024
▪ Tình trạng hôn nhân của một người và tình trạng sức khỏe của người đó ▪ Xe Ford sẽ học cách theo dõi các bãi đậu xe miễn phí ▪ Thiết bị di động gây hại cho sự phát triển của giọng nói
▪ phần của trang web Máy dò kim loại. Lựa chọn bài viết ▪ bài viết Thời gian chữa lành vết thương. Thời gian là bác sĩ, thuốc tốt nhất. biểu thức phổ biến ▪ bài báo Có thể bắn đạn hạt nhân từ bệ pháo không? đáp án chi tiết ▪ Bài báo Máy phun sạn Machinist. Hướng dẫn tiêu chuẩn về bảo hộ lao động ▪ bài viết Công tắc đánh lửa đơn giản. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Nhận xét về bài viết: Gennady Cảm ơn bạn rất nhiều vì bài viết và sự chú ý đến người!!!
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này