Блок защиты электронных схем по питанию
Электронные устройства на базе микропроцессоров и на менее интегрированных микросхемах чувствительны к параметрам питающего напряжения. Чтобы обеспечить безопасную работу таких устройств, применяют стабилизаторы напряжения с защитой. Защита во многих источниках питания сводится к прекращению подачи питания на схему при коротком замыкании в ней или резком увеличении тока нагрузки.
Таковы, например, популярные стабилизаторы напряжения КР142ЕН5. «Минус» таких стабилизаторов в том, что они достаточно инертны в режиме защиты. То есть срабатывание защиты (прекращение подачи питания на схему) происходит в таких стабилизаторах через 200...500 мс и сильно зависит от характера изменения тока в нагрузке - на скачкообразное увеличение тока простые узлы стабилизаторов реагируют, а плавное под час не воспринимают.
Инертность включения защиты в 200 мс может стоить владельцу очень дорого. В литературе публиковались схемы устройств защиты, реагирующие на изменение тока нагрузки быстрее 100 не (наносекунд) - это очень хороший показатель. Однако такие схемы содержат много элементов и сложны для начинающих радиолюбителей.
Простая схема защиты, срабатывающая при изменении тока нагрузки, представлена на рис. 1. Повторить ее сможет любой радиолюбитель. Узел содержит только одну микросборку, не требует настройки и адаптируется с любым блоком питания с общим минусовым проводом.
Рекомендуется встраивать узел в каждый домашний блок питания, обеспечивающий радиотехнические эксперименты, и особенно в источники напряжения, обеспечивающие работу дорогих высокоинтегрированных узлов электронных приборов.
Питается устройство постоянным стабилизированным напряжением 4...6 В, в «нормальном» режиме ожидания потребляет от источника напряжения ток 0,8 мА. Через нормально замкнутые контакты реле К1 питание от БП поступает к защищаемой электронной схеме.
Рис. 1. Принципиальная схема устройства защиты.
Пока напряжение на входе схемы не превышает установленного делителем на резисторе R1 предела, на выв. 6 микросборки напряжение близко к нулю. Как только установленный предел превышен, с выв. 6 на управляющий электрод тиристора поступает напряжение 2/3 Un.
Тиристор открывается и остается в открытом состоянии, пока на схему подано питание или не разорваны его цепи анода или катода. Реле включено, следовательно, подача питания на защищаемую схему прекращена.
В качестве резистора R6 применяется проволочный резистор, который в блоке питания подключают последовательно с одним из полюсов так, чтобы при увеличении тока в нагрузке на этом резисторе оказывалось падение напряжения. Это падение напряжение и воспринимается узлом защиты.
Чувствительный узел также можно использовать в других случаях, когда требуется немедленная реакция на увеличение напряжения на резисторе R1 в несколько милливольт. Например, применяя узел в качестве управляющей схемы для УЗЧ, получаем усилитель с акустикой, автоматически включающийся при появлении сигнала на входе.
Для такого варианта применения маломощное реле следует подключить непосредственно между выв. 6 DA1 и общим проводом. Для коммутации нагрузки используются контакты на замыкание. Чувствительность входного сигнала регулируют резистором R1.
Тиристор VS1 можно заменить на КУ101Б. Реле К1 любое маломощное, срабатывающее при напряжении 3...4 В. Для этой цели удобны герконовые реле. Если в наличии такого нет - реле можно изготовить самостоятельно (см. вставку на рис. 5.31 слева внизу).
Для этого на маломощный геркон с нормально разомкнутыми контактами наматывают внавал 200 витков трансформаторного провода ПЭЛ диаметром 0,1 мм. Эта обмотка служит самодельной катушкой реле, а коммутирующие контакты - штатные контакты гер-кона. Такое реле срабатывает при низком напряжении питания 2...4 В и потребляет достаточно большой ток - до 50 мА.
Поэтому оно предназначено для работы в импульсном режиме и для замены К1 в нашей схеме вполне подходит. Постоянные резисторы типа МЛТ-0,5. Конденсаторы С2, СЗ типа КМ или аналогичные. Оксидный конденсатор типа К50-6. Цепь, показанная на схеме пунктиром, служит для проверки узла и принудительного включения защиты.
Для отключения защиты необходимо кратковременно разорвать цепь питания этой схемы, нажав кнопку S1. Теперь устройство снова тестирует входное напряжение и готово к включению защиты.
Литература: А. П. Кашкаров, А. Л. Бутов - Радиолюбителям схемы.