Захист блоку живлення від КЗ.

Для живлення збираються конструкцій радіоаматори нерідко використовують найпростіші блоки, які складаються з понижуючого трансформатора і випрямляча з конденсатором фільтра. І, звичайно, в таких блоках немає ніякої захисту від короткого замикання (КЗ) у навантаженні, хоча воно часом призводить до виходу з ладу випрямляча і навіть трансформатора. Застосовувати в таких блоках харчування як елемент захисту плавкий запобіжник не завжди зручно, та й, крім того, швидкодія у нього невисока. Один з варіантів вирішення проблеми захисту від КЗ – включення послідовно з навантаженням польового транзистора середньої потужності з вбудованим каналом. Справа в тому, що на вольт-амперної характеристики такого транзистора є ділянка, на якому струм стоку не залежить від напруги між стоком і витоком. Тому на цій ділянці транзистор працює як стабілізатор (обмежувач) струму.


Рис.1

Схема підключення транзистора до блоку живлення наведена на рис.1, а вольт-амперні характеристики транзистора для різних опорів резистора R1 – на рис.2. Працює захист так. Якщо опір резистора дорівнює нулю (тобто витік з'єднаний з затвором), а навантаження споживає струм близько 0,25 А, то падіння напруги на польовому транзисторі не перевищує 1,5 В, і практично на навантаженні буде все випрямлена напруга. При появі ж в ланцюзі навантаження КЗ струм через випрямляч різко зростає і при відсутності транзистора може досягти декількох ампер. Транзистор обмежує струм короткого замикання на рівні 0,45 … 0,5 А незалежно від падіння напруги на ньому. У цьому випадку вихідна напруга стане рівним нулю, а все напруження впаде на польовому транзисторі. Таким чином, у випадку КЗ потужність, споживана від джерела живлення, збільшиться в даному прикладі не більш ніж удвічі, що в більшості випадків цілком припустимо і не позначиться на "здоров'я" деталей блоку живлення.


Рис. 2

Зменшити струм короткого замикання можна збільшенням опору резистора R1. Потрібно вибирати такий резистор, щоб струм короткого замикання був приблизно вдвічі більше максимального струму навантаження. Подібний спосіб захисту особливо зручний для блоків харчування зі згладжуючим RC-фільтром – тоді польовий транзистор включають замість резистора фільтра (такий приклад показаний на рис. 3). Оскільки під час КЗ на польовому транзисторі падає майже всі випрямлена напруга, його можна використовувати для світлової або звукової сигналізації. Ось, приміром, схема включення світлової сигналізації – рис.7. Коли з навантаженням всі в порядку, горить світлодіод HL2 зеленого кольору. При цьому падіння напруги на транзисторі недостатньо для запалювання світлодіода HL1. Але варто з'явитися КЗ в навантаженні, як світлодіод HL2 гасне, але зате спалахує HL1 червоного свічення.


Рис. 3

Резистор R2 вибирають залежно від потрібного обмеження струму КЗ по висловленою вище рекомендаціям. Схема підключення звукового сигналізатора наведена на рис. 4. Його можна підключати або між стоком і витоком транзистора, або між стоком і затвором, як світлодіод HL1. При появі на сигналізатори достатньої напруги вступає в дію генератор ЗЧ, виконаний на транзисторі одноперехідному VT2, і в головному телефоні BF1 лунає звук. Одноперехідного транзистор може бути КТ117А-КТ117Г, телефон – низькоомних (можна замінити динамічної головкою невеликої потужності).


Рис. 4

Залишається додати, що для слабкострумових навантажень у блок живлення можна ввести обмежувач струму КЗ на польовому транзисторі КП302В. При виборі транзистора для інших блоків слід враховувати його допустиму потужність і напруга стік – витік. Звичайно, подібну автоматику можна ввести і в стабілізований блок живлення, що не має захисту від КЗ у навантаженні.

І. НЕЧАЄВ, м. Курськ, Радіо № 7, 1989 р.

Джерело матеріалу