Лабораторный импульсный блок питания. Часть 6. Защита ИБП и регуляторы тока нагрузки

Ограничение выходного тока импульсного блока питания необходимо прежде всего для защиты испытуемой схемы. Установленный выходной ток не должен быть выше расчетного максимального тока потребления проверяемой (отлаживаемой) схемы.
Лишь в этом случае имеем гарантию «выживания» компонентов схемы в случае нештатного режима (ошибки в монтаже и т. п.). При этом практически отсутствует вероятность повреждения и самого ЛБП.

Защита от КЗ выхода самого ЛБП не подразумевает защиту нагрузки, но шансы на выживание самого ЛБП значительно возрастают в этом случае. Каждый конструктор волен выбирать способы и приоритеты защиты, учитывая возрастающую сложность схемы и её удорожание при использовании дополнительных компонентов.

Приведенные ниже способы защиты и регулировки выходного тока ЛБП — классические, основанные на использование обычных резистивных датчиков тока, с привязкой, однако к схемам и применяемым компонентам, описанным в нашей серии статей. На схеме 12а рассмотрен вариант построения токовой защиты для включения силового ключа в разрыв минусовой цепи питания нагрузки.


Напряжение, снимаемое усилителем ошибки (ОУ) ШИР, выполненного на микросхеме DA1 (pin16), с резистора R4, служащего датчиком тока, протекающего через открытый канал ключа на транзиторе VT2, сравнивнивается с частью опорного напряжения, заданного переменным резистором Р1, на инверсном входе этого же ОУ (pin15). В случае превышения уровня напряжения на pin16 над уровнем напряжения на pin15, подача импульсов на затвор транзистора силового ключа прекращается, выход ЛБП обесточивается.
Схема 12 б так же контролирует значение тока по минусовой цепи питания, но силовой ключ коммутирует плюсовую шину питания.


На схеме 12в, г показан один и тот же вариант защиты линейного стабилизатора, работающего в связке с импульсным ключом.


Здесь ограничение тока обусловленно сложением падения напряжения на резисторе R1 токового датчика с падением напряжения на резисторе R2, входящего в состав задающего делителя R2/P1. Чем больший ток будет протекать через токовый датчик, тем большее падение напряжения будет происходить на R2. При этом выходное напряжение на выходе стабилизатора будет снижаться, ограничивая выходной ток ЛБП. Для коммутации токовых диапазонов необходимо применение, в качестве переключаемых датчиков тока, резисторов различных номиналов.

На схеме 12д плавная регулировка тока производится с помощью компаратора, сравнивающего падение напряжения на датчике с частью опорного напряжения.


Защита от КЗ силового «минусового» ключа, с использованием микросхем серии 38ХХ, показана на схеме 12ж.


Схема 12е для работы с «плюсовым» ключом.


Для импульсного ЛБП на таймере, можно применить схемы защиты от КЗ, показанные на схемах 12з, и. На 12з для защиты использован вход reset (pin4) таймера и дополнительный биполярный транзистор, ожидающий тока в базе от падения напряжения на токовом датчике R5.


На схеме 12е защита выполнена на операционном усилителе и дополнительном полевом транзисторе VT2, включенным параллельно «управляющему» транзистору VT1.


В заключение, пожалуй, не будет лишним предупреждение о том, что токоведущие части, имеющие непосредственное соединение с электрической сетью, опасны. Будьте внимательны и при монтаже компонентов, имеющих тенденцию взрываться при неправильном включении.

Возможно, кому-то описание схем покажется неполным, но этот пробел можно устранить в комментариях, так же как и исправить возможные ошибки, допущенные в статье.

Буду благодарен предложениям по улучшению/модификации приведенных схем, отзывам и описаниям применения схем для режимов работы, не предусмотренных в статье.

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации