Articole electronica, kituri, scheme
Carti

Stabilizatoare de tensiune – Protecţia prin relee

3.2.2. Protecţia prin relee

O altă metodă de protecţie a stabilizatorului de tensi­une la scurtcircuit constă în întreruperea (tensiunii apli­cate stabilizatorului în momentul în care la ieşirea aces­tuia apar suprasarcini periculoase. În acest caz se utili­zează două tipuri de circuite de protecţie, pe care con­venţional le putem denumi relee de protecţie cu dispozi­tive semiconductoare şi anume: cu armare automată după dispariţia suprasarcinii şi cu rearmare manuală.

  1. a) Relee semiconductoare cu rearmare automată

În fig. 3.12 tranzistorul Q5 este normal blocat, iar ele­mentul regulator serie, constituit din Q1—Q2 în configura­ţie Darlington, primeşte curentul în bază prin intermediul rezistorului R1. Dacă apare o suprasarcină, tensiunea de ieşire cade sub o valoare critică şi tranzistorul Q4 nu va mai primi pe baza sa un curent suficient pentru a men­ţine tranzistorul Q5 blocat; în acest caz o fracţiune din cu­rentul de bază al lui Q2, cu atît mai mare, cu cît tensiu­nea de ieşire va fi mai mică (deci cu cît suprasarcina este mai mare) va fi deviat prin Q5; în caz de scurtcircuit net Q5 va fi saturat şi Q1—Q2 vor fi blocate.

Odată cu dispariţia scurtcircuitului montajul se va „rearma automat” prin curentul din R5—R6—R7 şi R.

În montajul din fig. 3.13 la căderea tensiunii de ieşire (ca urmare a unei suprasarcini sau scurtcircuit) sub va­loarea tensiunii (a diodei A) plus tensiunea VBE  a tranzistorului Q2, acest tranzistor va intra în conducţie şi va devia spre ieşire curentul de bază al tranzistorului se­rie Q1, alimentat în bază, prin R1. Ca atare Q1 se va bloca. Rolul condensatorului C1 este de a accelera procesul de blocare al lui în caz de scurtcircuit şi de a temporiza clesaturarea lui Q2 după dispariţia scurtcircuitului. Cînd C1 este încărcat, circuitul de protecţie se elimină de la sine şi stabilizatorul funcţionează în regim normal.

Un alt tip de protecţie, care se conectează în serie cu stabilizatorul este prezentat în fig. 3.14.

În procesul de funcţionare normală, tranzistorul Q1 este menţinut în stare saturată prin curentul de bază pe care-1 primeşte prin intermediul rezistorului R1 şi tensiunea la bornele lui este foarte mică. În acest timp, tranzistorul Q2 este blocat.

Cînd intensitatea curentului în sarcină creşte, tensiu­nea VCE a lui Q1 va creşte corespunzător, pînă în momen­tul cînd curentul de sarcină va atinge o valoare suficientă pentru ca Q2 să intre în conducţie şi să scurtcircuiteze joncţiunea bază-emitor a lui Q1 blocîndu-l. Starea aceasta se menţine pînă cînd se elimină scurtcircuitul, după care montajul în mod automat va reveni în starea iniţială de funcţionare normală.

  1. b) Relee semiconductoare cu rearmare manuală în montajele la care revenirea la starea iniţială a cir­cuitului de protecţie se face automat, curentul de ieşire nu se întrerupe ci este redus pînă la o valoare suficient de mică pentru a nu fi periculoasă pentru alimentator, pentru stabilizator şi sarcină, evitînd în felul acesta defectările „în cascadă”.

Categoria de circuite de protecţie care se prezintă în continuare întrerupe complet curentul de ieşire, necesitînd o rearmare după eliminarea defectului.

Din examinarea montajului din fig. 3.12 se constată că este suficient să se introducă un întreruptor normal des­chis în serie cu rezistorul R ca montajul să treacă în ca­tegoria montajelor care necesită o armare manuală.

În fig. 3.15 pentru asigurarea funcţiei propuse se folo­seşte un circuit bistabil, realizat cu tranzistoarele Q2—Q3.

Prin prezenţa condensatorului C1, de fiecare dată, la punerea montajului în funcţiune, Q3 va fi în condueţie şi Q2 blocat.

Tranzistorul Q4 „supraveghează” tensiunea la bornele rezistenţei şunt Rsc şi va intra în conducţie cînd această tensiune devine egală cu tensiunea lui bază-emitor. În acest caz, el va provoca bascularea bistabilului în starea Q2 saturat, ceea ce va avea ca efect blocarea tranzistoru­lui serie Q1.

Prin dispariţia cauzei de defectare, este suficient să se pună baza tranzistorului Q2 la masă prin intermediul bu­tonului „REARMARE” pentru ca bistabilul să basculeze în poziţia iniţială, de funcţionare normală (Q2 blocat, Q3 saturat, Q4 blocat).

În fig: 3.16, se prezintă un circuit de protecţie cu rear­mare manuală, realizat cu optocuplorul OC. În acest caz, suprasarcina la ieşire se supraveghează prin intermediul diodei luminescente a optocuplorului, care la suprasarcină periculoasă va acţiona prin intermediul tranzistorului Q3 asupra unui releu rapid pentru a decupla sursa de ten­siune.

Această schemă are tendinţa de a declanşa la punerea în funcţiune pe o sarcină capacitivă.

Pentru a evita declanşările nedorite, se utilizează schema electrică din fig. 3.17, cu ajutorul căreia se reduce viteza de apariţie a tensiunii la ieşirea stabilizatorului cînd la intrarea lui se aplică brusc tensiunea de alimentare. În acest caz, la punerea stabilizatorului sub tensiune, la ieşi­rea tranzistorului Q1 apare tensiune şi condensatorul C se încarcă prin R1 şi prin joncţiunea emitor-bază a lui Q2.Acest tranzistor va intra aproape instantaneu in conduc­ţie, ceea ce face să limiteze curentul de bază al lui Q1 şi deci curentul lui de emitor (deci curentul de sarcină). Pe măsură însă ce tensiunea la bornele lui C1 creşte, curentul prin acest condensator scade şi în consecinţă scade şi curentul de bază al lui Q2, ceea ce face ca acest tranzistor să deturneze la masă un curent din ce în ce mai mic din curentul de bază al lui astfel că tensiunea la ieşire V0 va creşte exponenţial, aşa cum se arată pe figură.
Articole din aceasi publicatie

Leave a Reply

avatar

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

  Subscribe  
Notify of
back to top