Полупроводниковый бареттер с защитой КЗ нагрузки
|
Бареттером называют элемент, сопротивление которого нелинейно зависит от протекающего через него тока. Бареттеры часто используют для ограничения коммутационных бросков тока, для защиты ламп накаливания, в качестве стабилизаторов тока. Обычные бареттеры не защищены от перегрузок по току и не способны регулировать предельный ток нагрузки. На рисунке показана схема полупроводникового бареттера, защищенного от короткого замыкания нагрузки и имеющего плавную регулировку максимального тока нагрузки.
Особенностью схемы является использование диода VD1 и резистора R7, обеспечивающих начальное смещение на базе управляющего транзистора VT3. Дело в том, что управление коллекторным током транзистора VT3 осуществляется в весьма узком диапазоне смещений на его базе - от 0,5 до 0,6 В. Поэтому зона напряжений в пределах от 0 до 0,5 В при традиционной подаче смещения на базу транзистора не вызывает изменения его коллекторного тока. В то же время, последующее изменение напряжения на базе транзистора всего на несколько десятков милливольт вызывает резкое увеличение коллекторного тока. В связи с этим, такая схема управления может работать только в релейном режиме защиты силового транзистора от короткого замыкания нагрузки. Включение диода VD1 и резистора R7 позволяет задавать начальное смещение (опорное напряжение) на базе транзистора VT1 на уровне 0,5 В. Падение напряжения на резисторе R6 и части потенциометра R5, пропорциональное выходному току, суммируется с опорным напряжением и позволяет плавно регулировать выходной ток регулирующего транзистора VT2. Резистор R6 ограничивает максимальный ток нагрузки, a R4 задает минимальный ток через сопротивление нагрузки. В таблице приведены значения пределов регулировки выходного тока при использовании в качестве сопротивления нагрузки лампы накаливания (6,3 В, 0,28 А) и при коротком замыкании (КЗ) в цепи нагрузки. Чем больше ток нагрузки, тем более плавно происходит нарастание тока в цепи нагрузки при включении устройства, т. е. тем самым реализуется "бареттерная" характеристика устройства. Скорость нарастания тока можно регулировать изменением емкости конденсатора С1 и подбором номиналов резисторов R1, R2.
М. ШУСТОВ | |||||||||||||||||
Устройство содержит мощный транзистор VT1, установленный на радиаторе, а
также регулирующие транзисторы VT2, VT3. При включении бареттера ток через
резисторы R2, R3 и Rн заряжает конденсатор С1, подключенный к переходу
эмиттер-база транзистора VT1. По мере заряда конденсатора выходной ток
бареттера плавно возрастает до некоторого заданного предельного значения. Выходной ток транзистора VT1 протекает через эталонный резистор R3 и
цепочку подключенных параллельно ему резисторов R4...R6. Напряжение, снимаемое
с движка потенциометра R5, пропорциональное выходному току, подается на базу
транзистора VT3. В свою очередь, коллекторный ток транзистора VT3 задает ток
базы транзистора VT2, подключенного параллельно управляющему переходу силового
транзистора VT1. Таким образом, при увеличении тока нагрузки происходит
плавное запирание силового транзистора VT1 и осуществляется автостабилизация
тока в нагрузке.