Proto je výhodnější používat elektronickou pojistku, která je řádově až stokrát rychlejší a hlavně je možno nastavit proudové omezení již od nejmenších proudů tekoucích do zátěže. Každý si asi ihned řekne, když je tolik výhod proč není tato pojistka často nasazovaná v napájecích zdrojích, problém je hlavně v chlazení výkonového prvku (tranzistoru BUZ11), při běžné situaci, kdy není pojistka aktivní jsou tepelné ztráty minimální díky nízkému odporu přechodu tranzistoru. Situace se prudce mění v případě aktivace proudové pojistky, pak se výkonový tranzistor stává sériově zařazeným rezistorem v cestě tekoucího proudu a tudíž na něm vznikají ztráty přímo úměrné napájecímu napětí a nastavenému omezovacímu proudu.
Obr. 1 - Schéma zapojení elektronické pojistky
Proudovou pojistku je možné nastavit od minimálního výstupního proudu (cca. 10mA) až do maximální povolené proudové hodnoty tranzistoru T1 (BUZ11 – 20A). Pojistka je napájena napětím +5V s integrovaného stabilizátoru 7805, napětí +5V je referenční napětí a proto je důležitá stabilita, která určí přesnost nastavení proudového omezení, regulaci provádíme 10-ti otáčkovým precizním potenciometrem 534 firmy Spectrol, který můžeme nahradit i dvojicí jednoduchých potenciometrů, jeden pro jemné a druhý pro hrubé nastavení proudového omezení. Potenciometr má na každém výstupu zařazen odporový trimr, kterým donastavíme minimální a maximální omezení proudu. Proudová pojistka je doplněna o červenou LED diodu Q1, která signalizuje nastupující omezení proudové pojistky.
Obr. 2 - Návrh desky plošných spojů elektronické pojistky (TOP+BOTTOM)
Hlavní součástkou pojistky je výkonový MOSFET tranzistor BUZ11, tento tranzistor má v sepnutém stavu zanedbatelný odpor (v řádu miliohmů), takže na něm nevznikají žádné tepelné ztráty. Situace se změní v případě aktivace proudové pojistky, pak se musí vyzářit tranzistorem T1 vyzářit velké tepelné ztráty, proto musíme umístit tento tranzistor na dostatečně dimenzovaný chladič. Dále doporučuji neprodlužovat zbytečně dobu, po které je aktivní proudová pojistka, zbytečně bychom zatěžovali tranzistor T1.
Obr. 3, 4 - Návrh desky plošných spojů elektronické pojistky (TOP, BOTTOM)
Napájecí napětí 5V napájí dělič tvořený dvěma trimry a 10-ti otáčkovým potenciometrem, ze kterého se odebírá napětí UG pro výkonový MOSFET tranzistor. V případě zkratu, nebo většího proudu procházejícího výstupními svorkami, než je nastavený potenciometrem, začne téct diodou D1 a rezistorem R2 proud do báze T2, ten se otvírá a tranzistor T1 se přivírá, tím se sníží proud tekoucí do zátěže. Tranzistor T3 spíná červenou LED diodu Q1 při aktivaci proudové pojistky. Proudová pojistka je velice rychlá a proto spolehlivá.
Seznam součástek
| R1 | 220Ω / R0207 |
| R2 | 10kΩ / R0207 |
| R3 | 250Ω / R0207 |
| TR1 | 10kΩ / PT10LV |
| TR2 | 25kΩ / PT10LV |
| P1 | 10kΩ / 534 Spectrol |
| C1 | 1nF / ker. 50V |
| C2 | 100nF / ker. / 50V |
| C3 | 100nF / ker. / 50V |
| Q1 | LED 5mm Red |
| D1 | 1N4007 |
| T1 | BUZ11 |
| T2, T3 | BC546B |
| IO1 | 7805 |
| CONN1 | CKK5/2 |
| CONN2 | CKK5/2 |
| CONN3 | CKK5/2 |
| CHL1 | CHL255Y/40 BLK |
Michal Slánský
Michal.Slansky@ seznam.cz
Michal.Slansky@ seznam.cz
Download & Odkazy
- Domovská stránka autora - http://michal.slansky.sweb.cz/
Komentáře
Funkčnost
Zkoušel jste to někdo postavit??
Dotaz na funkci
Zkusil jsem to postavit na univerzální desce, ale funguje to trochu jinak, než jsem z popisu předpokládal.
Při zvětšování odběru NEDOCHÁZÍ k postupnému uzavírání toho FETu, čímž by se plynule snižovalo výstupní napětí na takovou hodnotu, aby se proud do zátěže omezil na nastavenou úroveň.
Obvod se mi chová jako běžná pojistka:
Při překročení nastavené hodnoty proudu se FET skokem naplno uzavře, takže do zátěže neteče žádný proud. LED, která signalizuje překročení nastaveného proudu, se rozsvítí.
Po odpojení zátěže se FET otevře, LED zhasne a na výstupu se opět objeví napětí.
FET mi tedy pracuje jen ve dvou stavech (100% otevřeno nebo 100% zavřeno). V tomhle režimu se vůbec nezahřívá (buď je na něm jen minimální úbytek napětí, nebo skrz něj neteče téměř žádný proud - takže výkonová ztráta U * I je vždy téměř 0W).
Chtěl bych se zeptat, jestli je to zamýšlená funkce, nebo jestli jsem udělal někde nějakou chybu?
Pokud je tento stav v pořádku, tak proč tam musí být ten chladič?
Ahoj,
Ahoj,
Proudovou pojistku jsem také vyzkoušel a chová se stejně jak popisuješ, má pouze 2 stavy.
BUZ11 je buď zcela otevřený, nebo zcela zavřený. Při překročení nastaveného proudu se pojistka rozpojí, rozsvítí se LED a do počátečního stavu se uvede až po odpojení zátěže.
Tak nevím
Tuto pojistku jsem postavil, co mi ale hlava nebere je to, že když pojistku zapojemím kdy mám společnou zem pro napájení 5v a výstupu zdroje do zátěže, tak podle této předlohy spoje je zem stále průchozí. (Ucc+Out) Když to zapojím obráceně, pojistka v případě zkratu neodpojí. Nedochází ani k žádným tepelným ztrátám tak bych řekl, že je tam asi něco špatně.
Tak nevím
Tuto pojistku jsem postavil, co mi ale hlava nebere je to, že když pojistku zapojemím kdy mám společnou zem pro napájení 5v a výstupu zdroje do zátěže, tak podle této předlohy spoje je zem stále průchozí. (Ucc+Out) Když to zapojím obráceně, pojistka v případě zkratu neodpojí. Nedochází ani k žádným tepelným ztrátám tak bych řekl, že je tam asi něco špatně.