Как известно, существует немало различных источников тока, у которых не предусмотрена защита от аварийных токовых перегрузок, — это практически все гальванические элементы и батареи, большинство аккумуляторов и батарей из них, сетевые блоки питания, собранные по простейшей схеме, и т. д. Тем не менее зачастую подобные источники используют для питания нагрузки в течение длительного времени без присмотра оператора.

Если по той или иной причине происходит значительное увеличение тока, потребляемого нагрузкой, это, естественно, приведет к перегреванию такого источника и выходу его из строя, порой с весьма тяжелыми последствиями. Описываемое ниже устройство предназначено для автоматического отключения нагрузки от источника постоянного тока при возникновении перегрузки в ее цепи и для световой индикации аварийного состояния. Этот двухполюсник, подобно плавкому предохранителю, включают в разрыв плюсового провода нагрузочной цепи.

Электронный предохранитель (см. схему на рис. 1) состоит из мощного составного коммутирующего элемента на транзисторах VT4VT3, токоизмерительного резистора R2, транзисторного аналога динистора VT1VT2 и шунтирующего транзистора VT5.

При включении источника питания открывается составной транзистор VT4VT3 током, протекающим через резистор R1 и эмиттерный переход транзистора VT4. Остальные транзисторы остаются закрытыми. К нагрузке поступает номинальное напряжение, через нее протекает номинальный ток.

При возникновении перегрузки падение напряжения на токоизмерительном резисторе становится достаточным для открывания аналога динистора. Вслед за ним открывается транзистор VT5 и шунтирует эмиттерный переход транзистора VT4. В результате этого закрываются транзисторы VT4 и VT3, отключая нагрузку от источника питания. Ток нагрузки резко уменьшается, но аналог динистора остается открытым.

В этом состоянии предохранитель может находиться неограниченно долго. Через нагрузку протекает остаточный ток, определяемый сопротивлением резистора R1, т. е. в десятки раз меньше номинального. Падение напряжения на закрытом транзисторе VT3 включает светодиод HL1 “Авария”.

Для того чтобы возобновить работу нагрузки в номинальном режиме после устранения причины, вызвавшей перегрузку, необходимо на короткое время либо выключить источник питания, либо отключить нагрузку.

Рис.2.

Преимущество этого предохранителя, по сравнению с описанным в [1], — более надежное закрывание коммутирующего элемента (поскольку напряжение на открытом и насыщенном транзисторе VT5 существенно меньше, чем на открытом тринисторе VS1 в [1].

Кроме того, падение напряжения на коммутирующем элементе рассматриваемого предохранителя значительно меньше, чем у сравниваемого; это достигнуто использованием в нем транзисторов различной структуры [2].

Устройство легко размещается на печатной плате размерами 45x45 мм (рис. 2). Транзистор VT3 лучше всего применять указанный на схеме. Попытки заменить его другими мощными транзисторами приводили к увеличению падения напряжения на предохранителе.

Включать предохранитель в защищаемую цепь необходимо в строго определенной полярности. Это требует нанесения соответствующей маркировки его выводов.

О. Сидорович

Литература:

1. Эсаулов Н. Регулируемый электронный предохранитель. — Радио, 1988, № 5, с. 31, 32.

2. Головацкий В. А. и др. Источники вторичного электропитания. — М.: Радио и связь, 1990, с. 86.