Omezení proudu - Current limiting - Wikipedia

Omezení proudu je praxe v elektrických nebo elektronický obvodů uvalení horní hranice na proud které mohou být dodány společnosti a zatížení za účelem ochrany obvodu generujícího nebo přenášejícího proud před škodlivými účinky způsobenými a zkrat nebo podobný problém v zatížení.

Omezení zapínacího proudu

Hlavní článek: Omezovač nárazového proudu

An omezovač zapínacího proudu je zařízení nebo skupina zařízení používaných k omezení zapínacího proudu. Negativní teplotní koeficient (NTC) termistory a rezistory jsou dvě z nejjednodušších možností, přičemž hlavní nevýhodou je doba ochlazení a ztrátový výkon. Složitější řešení lze použít, když omezení návrhu způsobí, že jednodušší možnosti budou nepraktické.

V elektronických silových obvodech

Aktivní omezení proudu nebo ochrana proti zkratu

Některé elektronické obvody využívají aktivní omezení proudu, protože pojistka nemusí chránit polovodičová zařízení.

Jeden styl obvodu omezujícího proud je zobrazen na obrázku. Schéma představuje jednoduchý ochranný mechanismus používaný v regulovaných stejnosměrných zdrojích a výkonové zesilovače třídy AB.

Q1 je propustný nebo výstupní tranzistor. RSens je zařízení pro snímání zatěžovacího proudu. Q2 je ochranný tranzistor, který se zapne, jakmile napětí na RSens se stane asi 0,65 V. Toto napětí je určeno hodnotou RSens a proud zátěže skrz něj (Izatížení). Když se Q2 zapne, odstraní základní proud z Q1, čímž sníží kolektorový proud Q1. což je téměř téměř zátěžový proud. RSens fixuje maximální proud na hodnotu danou 0,65 / RSens. Například pokud RSens = 0,33 Ω, proud je omezen na asi 2 A, i když Rzatížení se stává zkratkou (a VÓ stane se nula).

Kromě toho toto rozptyl energie zůstane tak dlouho, dokud přetížení existuje, což znamená, že zařízení musí být schopna to po podstatnou dobu odolat. Tento ztrátový výkon bude podstatně menší, než kdyby nebyl poskytnut žádný obvod omezující proud. V této technice se za proudovou mezí výstupní napětí sníží na hodnotu v závislosti na proudové hranici a odporu zátěže.

V-I křivky pro regulátory napětí s různou manipulací s přetížením: skládací, konstantní proud omezen, a neomezený.

Aby se snížilo teplo, které musí být při zkratu odváděno propustnými zařízeními, skládací používá se omezení proudu, které snižuje proud v případě zkratu. Pod zkrat kde výstupní napětí pokleslo na nulu, je proud obvykle omezen na malý zlomek maximálního proudu.

Ztrátový výkon vs. odpor zátěže pro lineární regulátory napětí s různou manipulací s přetížením. Tady PROTIv = 12 V, PROTIOC = 10 V, Jámax = 1 A, JáSC= 0,17 A. Maximální rozptyl v skládací design je třikrát nižší než v konstantní proud omezen design.

Hlavní účel omezení zpětného proudu v lineární napájecí zdroje je udržet výstup tranzistor v bezpečí ztráta výkonu omezit. Lineární regulátor rozptyluje rozdíl mezi vstupním a výstupním napětím jako teplo. Za podmínek přetížení výstupní napětí klesá a tak se rozdíl zvětšuje, což zvyšuje rozptyl. Foldback pomáhá udržovat výstupní tranzistor uvnitř bezpečný operační prostor pod chyba a přetížení podmínky. Skládání také významně snižuje ztrátový výkon v zátěži v poruchových podmínkách, což může snížit riziko požáru a poškození teplem.[1]

Mnoho napájecích zdrojů využívá konstantní proud omezující ochrana; foldback jde o krok dále snížením limitu výstupního proudu lineárně s poklesem výstupního napětí. Dodává to však napájecímu zdroji složitost a může vyvolat „blokovací“ podmínky sohmický zařízení, která odebírají konstantní proud nezávislý na napájecím napětí (například operační zesilovače). Omezovač zpětného proudu může také využívat přechodné zpoždění, aby se zabránilo blokování a omezil lokalizovaný ohřev na zkratu.

A spínaný napájecí zdroj provoz na proudovém limitu se zkratovaným výstupem nemá zvýšený ztrátový výkon ve výkonových tranzistorech, takže omezení zpětného proudu je pouze aplikační funkcí, spíše než takovou, která také zabrání tomu, aby porucha zátěže také zničila napájecí zdroj. Bezpečnostní výhoda snížení výkonu dodávaného ke zkratu v zátěži je úměrná limitu provozního proudu. Omezení zpětného proudu s největší pravděpodobností nalezneme v napájecím zdroji spínaného režimu, pokud se jedná o součást produktu, která je nezávisle certifikována podle regionálních bezpečnostních norem. [2]

Náběhový proud žárovky způsobí, že zdroj napájení stolního zařízení omezí svůj výstupní proud omezovačem zpětného proudu.

Jednotlivé napájecí obvody

Omezovač proudu s NPN tranzistory (Vo výstup je umístěn na podobném místě jako příklad PNP)
Omezovač proudu s tranzistory PNP

Problémem předchozího obvodu je, že Q1 nebude nasycený, pokud jeho základna není předpjatá asi 0,5 voltu nad Vcc.

Tyto obvody fungují efektivněji z jednoho (Vcc) dodávka. V obou obvodech R1 umožňuje Q1 zapnout a předat napětí a proud do zátěže. Když proud přes R_sense překročí konstrukční limit, Q2 se začne zapínat, což zase začne vypínat Q1, čímž se omezuje proud zátěže. Volitelná součást R2 chrání Q2 v případě zkratovaného zatížení. Když Vcc je alespoň několik voltů, a MOSFET lze použít pro Q1 pro nižší výpadkové napětí. Kvůli své jednoduchosti se tento obvod někdy používá jako a aktuální zdroj pro vysoce výkonné LED diody.[3]

Viz také

Reference

  1. ^ Paul Horowitz, Winfield Hill, Umění elektroniky Druhé vydání, Cambridge University Press, 1989 ISBN  0-521-37095-7, str. 316
  2. ^ Keith H. Billings (1999). Příručka pro napájecí zdroj přepínacího režimu. McGraw-Hill Professional. str. 1.113. ISBN  978-0-07-006719-6.
  3. ^ "The New Stuff !!! Constant Current Source # 1". Pokyny. Citováno 4. července 2012.

externí odkazy