Schetchiksg.ru

Счетчик СГ
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Защита стабилизатора от обратного тока

Защита от обратного тока для цепи с батарейным питанием

Амир Гоннен

Я планирую хобби проект со следующими характеристиками

  • 3,3 В цепь, работающая от батареи (регулируя стандартные батарейки ААА )
  • Большую часть времени в спящем режиме, поэтому мне нужен очень маленький ток покоя
  • При работе он будет потреблять 100-350 мА
  • Линейный регулятор, чтобы избежать шума и ряби

Я выбрал линейный регулятор LDO MCP1825, потому что он имеет достаточную мощность (500 мА), очень низкое выходное напряжение (менее 210 мВ) и приемлемый ток покоя (менее 120 мкА).

Мои вопросы:

  • Что если я не включу защиту от обратного тока? Будет ли элемент передачи PMOS в MCP1825 обеспечивать некоторую защиту?
  • Могу ли я избежать добавления защиты от обратного тока, если я буду осторожен с полярностью батарей?
  • Если мне нужно установить какую-либо защиту от обратного тока, как бы вы посоветовали проектировать простую защиту с очень низким (или несуществующим) падением напряжения и током покоя?

Майкл Карас

Для устройства требуется защита от обратной полярности только в том случае, если существует вероятность того, что вход питания может быть применен в неправильном направлении. Вы должны спросить себя, насколько вероятно, что может произойти состояние обратной полярности, а затем решить, нужна ли вам защита для этого сценария.

Наиболее простые схемы защиты от обратной полярности предполагают использование диода в тракте входной мощности. Вы можете выбрать диод Шоттки, чтобы минимизировать прямое падение напряжения, чтобы вы могли получить более полезный диапазон напряжения от вашей батареи. Доступны диоды с довольно низким прямым напряжением. Например, обычный силовой диод SB30 должен иметь значение Vf

400 мВ при 100 мА.

Если вы не возражаете против усложнения, вы также можете использовать дискретный FOS PMOS для обеспечения защиты от обратной полярности, как показано здесь . Одним из рекомендуемых P-FET для этой схемы может быть Vishay Si2323, который будет показывать сопротивление только 0,068 Ом при напряжении батареи 1,8 В или более. Выбор FET должен быть сделан тщательно, чтобы найти тот, который может быть полностью включен при минимальном напряжении батареи. При напряжении 1,8 В этот полевой транзистор может легко поддерживать номинал 500 мА, который вы назвали для своего регулятора LDO.

MCP1825 не собирается предоставлять защиту от обратной полярности для вашего устройства. Если вы посмотрите на функциональные блок-схемы в техническом паспорте, то увидите, что внутри внутреннего полевого транзистора PMOS имеется диод, который направляет смещение в ситуации обратной полярности и позволяет применять отрицательное смещение к любым схемам снижения давления.

Джордж Херольд

Майкл Карас

CharlieHanson

Майкл Карас

Майкл Карас

gbarry

Можно построить держатель батареи, который не будет подключаться, если элементы будут вставлены неправильно. Если вы контролируете изготовление корпуса, это может быть вариантом.

Читайте так же:
Схема стабилизатора тока для ходовых огней

Схема стабилизатора на LT3088

Обзор нового линейного стабилизатора на микросхеме LT3088 — до 800 мА тока и всего один внешний резистор. Им можно задавать напряжение на выходе в очень широких пределах, а если тока 0,8 А будет мало — соединяйте параллельно несколько микросхем. Таким образом область использования очень широкая. Производитель и разработчик — USA.

Особенности LT3088

  • Максимальный выходной ток: 800 мА
  • Широкий диапазон входного напряжения: 1,2 до 36 В
  • Один резистор задает выходное напряжение
  • Выходной регулируемый уровень
  • 50 мкА контактный набор ток: 1% начальной точности
  • Низкое выходное напряжение шума
  • Может рабоать параллельно несколько устройств для более высокого тока
  • Защита от реверс напряжения батареи и обратного тока
  • Точная регулировка напряжения нагрузки независимо от Vout
  • Выпускается в 3-х выводном корпусе sot-223, 8-Выводный 3 мм х 3 мм DFN пакет и DD-pack.

Микросхема ЛТ3088 — стабилизатор с очень малым падением напряжения и предназначен для работы в любых промышленных и любительских устройствах. Ключевой особенностью микросхемы является расширенная область безопасной работы (SOA). Устройство выдерживает обратное входное напряжение, что делает возможным применение и в зарядных устройствах — как сетевых, так и автономных, на солнечных батареях. Теперь нет необходимости ставить дополнительный диод Шоттки для защиты.

В LT3088 опорный источник тока 50 мкА позволяет использовать всего один резистор для программирования выходного напряжения на любом уровне между нулем и 34,5 вольт. В 3088 на выходе напряжение стабильно даже без входного и выходного конденсаторов.

Внутренняя схема защиты включает кроме обратного напряжения и защиту от перегрузки, ограничение тока и тепловое ограничение. Так что получился прекрасный универсальный стабилизатор, аналог LM317, но гораздо более усовершенствованный. Скачать даташит чтоб почитать дополнительную информацию можно здесь.

Схема и сборка самодельного усилителя НЧ на TDA7379, TDA7375, TDA7377 или STA540.

Тонкомпенсированный регулятор громкости с адаптацией к регулятору тембра — теория и практика.

Принципиальная схема усилителя наушников с микросхемой MAX4410 и искажениями всего 0,003%.

Стабилизаторы напряжения. Виды и устройство. Особенности

Многие люди знают, что такое перебои и скачки напряжения в электрической сети. Одно дело, когда от этого просто мигают лампочки, и могут сгореть. А другое дело, когда от перепадов напряжения сгорит стиральная машина или холодильник. Это существенно ударит по семейному бюджету. Импортная бытовая техника не рассчитана на такие скачки напряжения, которые часто происходят в отечественных сетях. Чтобы защитить себя от риска возникновения неисправностей в домашних бытовых устройствах, необходимо обзавестись стабилизатором напряжения, который выбирается по суммарной мощности устройств, которые будут работать в вашей домашней сети.

Разновидности

Стабилизаторы напряжения – это приборы, которые выравнивают величину напряжения питания до тех параметров, которые соответствуют стандартным значениям, а также очищают напряжение от высокочастотных помех. Вид стабилизатора определяет тип основного встроенного механизма, который выполняет функции стабилизатора.

Стабилизаторы напряжения делятся на два основных вида:
  1. Накапливающие.
  2. Корректирующие.
Читайте так же:
Стабилизаторы тока в зарядниках

Первый вид стабилизаторов в настоящее время не используется, так как они имеют большие размеры. Ранее они использовались в сфере производства, а не в бытовых условиях. Стабилизаторы напряжения накапливающего действия функционируют с помощью накопления электрической энергии в емкости, и далее получают от этой емкости необходимый электрический ток с нужными параметрами. По аналогичному принципу работают источники бесперебойного питания.

Корректирующие стабилизаторы напряжения чаще всего включают в себя блок управления. Он реагирует на перепады напряжения в одну или другую сторону, и при этом подключает соответствующую обмотку трансформатора. Корректирующие стабилизаторы нашли широкое применение в бытовых условиях.

Они в свою очередь разделяются на несколько видов:
  • Релейные.
  • Электронные (тиристорные).
  • Феррорезонансные.
  • Электромеханические.
  • Инверторные.
  • Линейные.
Конструктивные особенности и работа

Корректирующий тип стабилизаторов стал наиболее популярным в быту.

Релейные стабилизаторы напряжения

Стали наиболее популярными, ввиду их невысокой стоимости и качества работы. Основным достоинством релейных стабилизаторов является их быстродействие. Они очень быстро срабатывают при изменениях напряжения, и возвращают его величину в стандартные пределы, осуществляя этим защиту бытовых устройств.

Из недостатков можно отметить, что при срабатывании реле возникает резкий скачок напряжения величиной 5-15 вольт, в зависимости от фирмы изготовителя. Для бытовой техники такой скачок не окажет негативного влияния, однако освещение при этом будет мигать заметно. Поэтому при работе релейного стабилизатора иногда наблюдается моргание ламп накаливания, в то время, как энергосберегающие и люминесцентные лампы на это не реагируют.

Как и в других видах стабилизатора, основным элементом релейной модели является силовой трансформатор и блок управления на полупроводниковых элементах. Электронный блок стабилизатора выполнен в виде мощного микроконтроллера, который анализирует напряжение на входе и выходе. В результате он вырабатывает сигналы управления для силовых реле или ключей. Микроконтроллер при создании напряжения управления учитывает время срабатывания силовых реле и ключей. Это дает возможность выполнять коммутацию цепей без их разрыва. В итоге форма графика выходного напряжения становится идентичной входной форме напряжения.

Электронные стабилизаторы напряжения

Тиристорные стабилизаторы работают по принципу, который основан на автоматической коммутации разных обмоток трансформатора силовыми ключами в виде тиристоров. Такой принцип похож на действие релейных приборов. Отличие релейных стабилизаторов состоит в том, что у них нет механических контактов, имеется большее количество ступеней выравнивания напряжения и высокая точность работы 2-5%.

Электронные приборы не создают шума в доме, так как отсутствуют механические реле. Их заменяют электронные ключи. Тиристорные стабилизаторы работают с большим КПД.

При практическом применении электронные модели показали себя чувствительными устройствами, на которые отрицательно влияет перегрев. Отечественные производители выпускают чаще всего именно такой вид стабилизаторов.

Самым серьезным недостатком тиристорных моделей является их высокая стоимость. Гарантийный срок работы практически всех видов стабилизаторов находится в пределах 1-3 лет, в зависимости от фирмы изготовителя.

Читайте так же:
Стабилизатор тока 220 вольт схема
Феррорезонансные

Их действие основывается на изменении величины индуктивности катушек, имеющих металлический сердечник, при изменении тока. Последовательно с первичной обмоткой трансформатора подключают емкость С1. Она совместно с первичной обмоткой образует резонансный контур, который настроен на частоту сети, равную 50 герц.

Величина конденсатора зависит от мощности трансформатора. При мощности трансформатора до 60 ватт, конденсатор применяют величиной до 12 мкФ. Чтобы создать значительную мощность стабилизатора, используют дроссель насыщения.

При небольшом сетевом напряжении по дросселю проходит малый ток, и индуктивность дросселя большая. Основная часть тока протекает по параллельно подключенному конденсатору. При этом суммарное сопротивление этой цепи имеет емкостный тип.

Конденсатор компенсирует некоторую часть индуктивного сопротивления катушки трансформатора. При этом ток катушки повышается. Выходное напряжение трансформатора также увеличивается. Это характерно для эффекта резонанса напряжений.

При увеличении напряжения, ток дросселя также повышается, а его индуктивность падает. Величина емкости рассчитывается так, чтобы в контуре дроссель – конденсатор наступил резонанс, при котором сопротивление этого контура было бы наибольшим, а ток, приходящий из сети питания на трансформатор – наименьшим.

При увеличении напряжения сети увеличивается сопротивление контура до момента резонанса. Это дает возможность стабилизироваться напряжению на трансформаторе при больших перепадах напряжения.

Достоинством феррорезонансных приборов является надежность и простота. Недостатком является значительная зависимость напряжения на выходе прибора от частоты тока и искажение формы напряжения. Также, стабилизаторы с насыщенными сердечниками катушек обладают большим магнитным рассеянием. Это отрицательно влияет на функционирование окружающих устройств и на человека.

Электромеханические стабилизаторы напряжения

Принцип действия такого прибора довольно простой. Щетки из графита при перепадах напряжения передвигаются по катушке трансформатора, тем самым регулируется и подстраивается выходное напряжение.

В первых образцах электромеханических стабилизаторов для передвижения щеток использовался ручной способ (переключателем). Пользователь должен был постоянно контролировать показания индикатора напряжения.

В новых моделях приборов эта функция выполняется автоматически небольшим моторчиком, который при перепадах напряжения передвигает щетку по обмотке трансформатора.

Преимуществами таких стабилизаторов является простота и надежность устройства, повышенный КПД. Из недостатков можно отметить малое быстродействие при перепадах напряжения, а также быстрый износ механических деталей. Поэтому электромеханический вид стабилизатора требует постоянного обслуживания в виде контроля и замены щеток.

Инверторные стабилизаторы напряжения

Преобразуют постоянный ток в переменный, а также выполняют обратное действие, то есть, преобразуют переменный ток в постоянный с помощью микроконтроллера и кварцевого генератора.

Из достоинств инверторных стабилизаторов можно выделить малый шум при работе прибора, компактные размеры и широкий интервал входных рабочих напряжений, который колеблется в пределах 115-290 вольт.

Недостатком инверторных образцов является высокая стоимость, в отличие от многих других видов стабилизаторов.

Линейные

Выполнены в виде делителя напряжения. Нестабильное напряжение подается на вход такого устройства, а выровненное напряжение выходит с нижнего плеча делителя. Выравнивание выполняется изменением сопротивления плеча делителя напряжения. При этом величина сопротивления поддерживается такой величины, при которой выходное напряжение прибора было в определенных пределах.

Читайте так же:
Стабилизатор тока для литиевых аккумуляторов

При значительном отношении величин выходного и входного напряжений линейный стабилизатор обладает пониженным КПД, так как значительная часть мощности рассеивается в тепло на элементе настройки. Поэтому регулятор напряжения обычно монтируют на теплоотводящем радиаторе для возможности рассеивания тепла.

Достоинством линейного прибора является отсутствие помех, простота конструкции и малое число деталей. Недостатком является малый КПД, большое выделение тепла.

На что необходимо обратить внимание при выборе стабилизатора
  • Способ монтажа . Он бывает настенным, с горизонтальной или вертикальной установкой (для стационарных приборов). Может устанавливаться рядом с устройством, для которого он приобретается.
  • Точность работы, входное и выходное напряжение . Эта характеристика зависит в основном от параметров входного напряжения. Лучше выбрать наименьший показатель точности прибора от 1 до 3%, при напряжении 220 вольт.
  • Мощность стабилизатора выбирается не только мощностью подключаемого электрического устройства. К этой величине добавляется определенный резерв мощности. Для всей квартиры этот запас должен быть в пределах 30%.
  • Число фаз сети питания (однофазная или трехфазная сеть).

Быстродействие (время реакции на перепады напряжения), в миллисекундах.

Наибольшую трудность обычно вызывает при выборе прибора его мощность. Кроме активной составляющей мощности, которую расходуют бытовые устройства, некоторые из них обладают реактивной составляющей мощности. Она появляется при наличии индуктивности (если в устройстве имеется мощный электрический мотор). При его запуске ток повышается в несколько раз. Если выбрать стабилизатор без учета этой реактивной составляющей мощности, то он может не справиться с высокой нагрузкой при запуске устройства, имеющего электродвигатель.

Другим фактором, который значительно влияет на выбор стабилизатора, является коэффициент трансформации, который равен нулю, если стабилизатор функционирует в идеальных условиях. То есть, на вход поступает ровно 220 вольт, и выходит точно такая же величина к потребителю. А если стабилизатору приходится выравнивать напряжение, то мощность снижается.

Однофазный стабилизатор напряжения электронного типа Ресанта АСН-10000/1-Ц

  • Производитель: РЕСАНТА
  • Модель: АСН-10000/1-Ц
  • Артикул: 63/6/8
  • Гарантия: 1 год

без предварительного заказа, по следующему адресу:

Резервировать

Резерв товара

  • Описание
  • Характеристики
  • Отзывы (0)

Однофазный стабилизатор напряжения электронного типа Ресанта АСН-10000/1-Ц обеспечивает эффективное электропитание любой техники, защищая от возможных повреждений и сбоев. Данная модель разработана для защиты устройств от аварийных скачков электроэнергии в пределах небольших жилых помещений и производственных комплексов. Прибор реализует уверенную работу различных устройств в условиях нестабильного по значению напряжения.

Особенности модели:

  • Возможен перевод из стабилизации в транзитный режим для простого прохождения тока;
  • Деятельность автотрансформатора с электронной коммутацией обмоток не создает сетевых помех и сохраняет синусоиду переменного тока;
  • Защитная автоматика учитывает силу тока по входу и выходу, осуществляет контроль предельного напряжения.
  • Отключение устройства при выходе любого из параметров за пределы нормы.

Принцип работы

Регулировка напряжения происходит за счет переключения обмоток на трансформаторе при помощи реле. Поэтому данный вид стабилизаторов называется «релейный». Осуществляется ступенчатая регулировка. При ступенчатой регулировке точность выходного напряжения возрастает до 8%, это 17,6 В, что вполне безопасно для всех бытовых приборов, по ГОСТ допустимо 10%. Но за счет этого сокращается время регулировки, оно минимально и составляет менее 15 миллисекунд, то есть менее 1 секунды! Такой стабилизатор стоит устанавливать в места где входное напряжение постоянно изменяется.

Общие сервисные функции стабилизатора

  • Регулировка выходного напряжения в широком диапазоне, дискретным способом без искажения формы сигнала.
  • Широкий диапазон входных напряжений 140-260 В.
  • Высокое быстродействие.
  • Контроль над выходным напряжением с помощью встроенного в корпус вольтметра.
  • Автоматическое отключение нагрузки при превышении предельных значений выходного напряжения (максимального и минимального).
  • Автоматическое отключение нагрузки при коротком замыкании.
  • Автоматическое подключение нагрузки при восстановлении выходного напряжения в пределах рабочего диапазона.
  • Индикация режимов работы.

Стабилизатор Ресанта ACH-10000/1-Ц имеет мощность 10 кВт, данной мощности хватает, чтобы питать отдельные потребители, или несколько потребителей, но суммарное потребление не должно превышать установленный мощностной номинал. Диапазон входных напряжений стабилизатора 140-260 Вольт, но при понижении входного напряжения ниже 190 Вольт начинается потеря выходной мощности, при минимальном входном напряжении 140 Вольт выходная мощность сократиться на 50% и составит 5 кВт.
Рекомендуем выбирать модель стабилизатора напряжения с небольшим запасом по мощности, который позволит создать резерв для подключения нового оборудования.


При длительных превышениях допустимых значений входного напряжения система защиты отключит выходное напряжение, а сам стабилизатор уйдет в режим защиты. При перегреве стабилизатора так же произойдёт аварийное отключение выходного напряжения. Максимальное температурное значение обмотки трансформатора может достигать 70 °С, нагрев трансформатора напрямую зависит от температуры окружающей среды. Стабилизатор так же защищён от короткого замыкания при помощи предохранителя.

Описание индикаторов дисплея

Стабилизаторы напряжения, оборудованы LCD-дисплеями. Ниже представлено схематичное изображение дисплея с указанием всех индикаторов.

  1. Задержка — индикатор активен при включении стабилизатора и при срабатывании одной из защит, (низкое/высокое напряжение, перегрев, перегрузка). Дополнительно на дисплее отображается обратный отсчет времени задержки.
  2. Работа — индикатор активен постоянно при включенном устройстве.
  3. Защита — индикатор активен при срабатывании одной из защит.
  4. Индикатор нагрузки — изменяется пропорционально току нагрузки.
  5. Гиря — часть индикатора нагрузки — индикатор активен постоянно при включенном устройстве.
  6. Ресанта – индикатор появляется при включении (буква за буквой), и активен постоянно при включенном устройстве.
  7. Перегрев — индикатор активен при срабатывании защиты от перегрева.
  8. Перегрузка — индикатор активен при срабатывании защиты от перегрузки.
  9. Пониженное напряжение — индикатор активен при выходном напряжении 245 В.
  10. Входное напряжение — отображает входное напряжение.
  11. Выходное напряжение — отображает выходное напряжение.
голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию