электронные самоделки
Автоматический выключатель цепи работает при напряжениях до 32 В
За простотой измерения тока в нижнем плече можно не увидеть преимуществ, которые дают измерения в верхнем плече. Контролировать токи в нагрузке источника питания, драйвере двигателя или другой силовой цепи можно как относительно верхней шины питания, так и относительно нижней шины (земли).
За простотой измерения тока в нижнем плече можно не увидеть преимуществ, которые дают измерения в верхнем плече. Контролировать токи в нагрузке источника питания, драйвере двигателя или другой силовой цепи можно как относительно верхней шины питания, так и относительно нижней шины (земли). Но многие неисправности могут быть не определены монитором нижнего плеча, и нагрузка не будет защищена от опасных воздействий. В то же время, монитор в верхнем плече, подключенный непосредственно к источнику питания, может обнаружить любые проблемы в последующих цепях и инициировать соответствующее действие для исправления ситуации. Обычно для подобных мониторов нужен прецизионный операционный усилитель, источник питания, учитывающий ограниченный диапазон синфазных напряжений усилителя, и несколько точных резисторов. Между тем, существует микросхема МАХ4172, способная измерять токи в верхнем плече схемы в присутствии синфазных напряжений до 32 В (Рисунок 1). Микросхема \С: формирует привязанный к земле выходной токовый сигнал, пропорциональный току, измеряемому в верхнем плече. Этот ток, равный напряжению, падающему на внешнем токоизмерительном резисторе, деленному на 100, создает выходное напряжение на нагрузочном резисторе Rload.
Недорогой размыкатель цепи состоит из микросхемы ІСі и нескольких внешних компонентов. Резистор Rsense служит для измерения тока нагрузки, а транзистор Q1 управляет прохождением тока. Схема работает при напряжениях от 10 до 32 В, но ее легко изменить, чтобы расширить диапазон напряжений до 6.5 В. Первоначальная подача напряжений V|N и Ѵсс переводит размыкатель в состояние отключения. Нажатие на кнопку Si сбрасывает схему и подключает питание к нагрузке, открывая транзисторы Q1t Q3 и Q4B. Через Q3 получает питание микросхема IC1f а Q4B устанавливает порог размыкания тока Vthresh = Ѵсс - Ѵве(4В)- (Ѵве(4В) — напряжение база-эмитттер транзистора Ѵ4в). Поскольку Ѵсс равно 5 В, а напряжение база-эмиттер транзистора Q4B примерно равно 0.7 В, типичное значение Vthresh составляет 4.4 В. Номинальный ток отключения схемы равен 1А. Be личины сопротивлений Rsense. Rthresh и Rout являются функциями требований к точности системы и рассеиваемой мощности. Сначала выбираем Rsense = 50 мОм и Rthresh = 10кОм. Затем вычисляем
где
Load - пороговое значение тока (1 А);
Gm - крутизна характеристики преобразования (типовое значение для IC1-, для равно 0.01 А/В).
Таким образом, Rout =10 кОм.
Подача питания на Q3 и Q4B открывает эти транзисторы. Соответственно, устанавливается порог Vjhresh и активируется микросхема ІС^ Выходной ток микросхемы Iqut, пропорциональный току, измеренному между выводами RS+ и RS” на токоизмерительном резисторе Rsense» отображается как напряжение Ѵ0ит» падающее на резисторе Ѵ0ит- Когда Vqut превысит сумму напряжений (VTHresh + Ѵве(4В)). транзистор Q4B выключается, в свою очередь закрывается и Q3, и напряжение на выводе Ѵ+ падает (вывод 8 микросхемы ІСД Когда напряжение Ѵ+ достигает_Z67 В (типовое значение), уровень сигнала PG становится высоким, транзистор Q^ закрывается, и выключатель размыкается. Q2 добавляет обратную связь, обеспечивающую свободное от колебаний выключение при достижении порога размыкания тока.
Потребляемый ток в отключенном состоянии ничтожен и равен току нагрузки ѴСс, что в типичном случае составляет 0.5 мА. Для сброса размыкателя необходимо нажать кнопку Устройство предназначено для недорогих приложений, в которых абсолютная точность порога отключения тока некритична. Точность, зависящая от колебаний напряжения ѴСс и разброса напряжений база-эмиттер транзисторов Q4A и Q4B, а также от тока ошибки, протекающего через R4, при пороговом токе 1 А составляет примерно ±15%
За простотой измерения тока в нижнем плече можно не увидеть преимуществ, которые дают измерения в верхнем плече. Контролировать токи в нагрузке источника питания, драйвере двигателя или другой силовой цепи можно как относительно верхней шины питания, так и относительно нижней шины (земли). Но многие неисправности могут быть не определены монитором нижнего плеча, и нагрузка не будет защищена от опасных воздействий. В то же время, монитор в верхнем плече, подключенный непосредственно к источнику питания, может обнаружить любые проблемы в последующих цепях и инициировать соответствующее действие для исправления ситуации. Обычно для подобных мониторов нужен прецизионный операционный усилитель, источник питания, учитывающий ограниченный диапазон синфазных напряжений усилителя, и несколько точных резисторов. Между тем, существует микросхема МАХ4172, способная измерять токи в верхнем плече схемы в присутствии синфазных напряжений до 32 В (Рисунок 1). Микросхема \С: формирует привязанный к земле выходной токовый сигнал, пропорциональный току, измеряемому в верхнем плече. Этот ток, равный напряжению, падающему на внешнем токоизмерительном резисторе, деленному на 100, создает выходное напряжение на нагрузочном резисторе Rload.
Недорогой размыкатель цепи состоит из микросхемы ІСі и нескольких внешних компонентов. Резистор Rsense служит для измерения тока нагрузки, а транзистор Q1 управляет прохождением тока. Схема работает при напряжениях от 10 до 32 В, но ее легко изменить, чтобы расширить диапазон напряжений до 6.5 В. Первоначальная подача напряжений V|N и Ѵсс переводит размыкатель в состояние отключения. Нажатие на кнопку Si сбрасывает схему и подключает питание к нагрузке, открывая транзисторы Q1t Q3 и Q4B. Через Q3 получает питание микросхема IC1f а Q4B устанавливает порог размыкания тока Vthresh = Ѵсс - Ѵве(4В)- (Ѵве(4В) — напряжение база-эмитттер транзистора Ѵ4в). Поскольку Ѵсс равно 5 В, а напряжение база-эмиттер транзистора Q4B примерно равно 0.7 В, типичное значение Vthresh составляет 4.4 В. Номинальный ток отключения схемы равен 1А. Be личины сопротивлений Rsense. Rthresh и Rout являются функциями требований к точности системы и рассеиваемой мощности. Сначала выбираем Rsense = 50 мОм и Rthresh = 10кОм. Затем вычисляем
где
Load - пороговое значение тока (1 А);
Gm - крутизна характеристики преобразования (типовое значение для IC1-, для равно 0.01 А/В).
Таким образом, Rout =10 кОм.
Подача питания на Q3 и Q4B открывает эти транзисторы. Соответственно, устанавливается порог Vjhresh и активируется микросхема ІС^ Выходной ток микросхемы Iqut, пропорциональный току, измеренному между выводами RS+ и RS” на токоизмерительном резисторе Rsense» отображается как напряжение Ѵ0ит» падающее на резисторе Ѵ0ит- Когда Vqut превысит сумму напряжений (VTHresh + Ѵве(4В)). транзистор Q4B выключается, в свою очередь закрывается и Q3, и напряжение на выводе Ѵ+ падает (вывод 8 микросхемы ІСД Когда напряжение Ѵ+ достигает_Z67 В (типовое значение), уровень сигнала PG становится высоким, транзистор Q^ закрывается, и выключатель размыкается. Q2 добавляет обратную связь, обеспечивающую свободное от колебаний выключение при достижении порога размыкания тока.
Потребляемый ток в отключенном состоянии ничтожен и равен току нагрузки ѴСс, что в типичном случае составляет 0.5 мА. Для сброса размыкателя необходимо нажать кнопку Устройство предназначено для недорогих приложений, в которых абсолютная точность порога отключения тока некритична. Точность, зависящая от колебаний напряжения ѴСс и разброса напряжений база-эмиттер транзисторов Q4A и Q4B, а также от тока ошибки, протекающего через R4, при пороговом токе 1 А составляет примерно ±15%